SPI模式下MMC卡的讀寫機(jī)制

引言

多媒體卡MMC的特點是閃存功耗低，密度高，體積小，可靠性高，可擦除，可重寫，容量大；內(nèi)部控制電路，可以使用在手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP3、PDA等多種數(shù)字設(shè)備上，可反復(fù)記錄30萬次，現(xiàn)在市場上的主流容量有128MB-2GB。

SPI最早是由摩托羅拉公司提出的一種串行總線接口，支持MCU與外設(shè)的雙工、同步串行通信。由于其簡單的接口設(shè)計，只用4根線即可完成所有的通信工作，因此被大部分的MCU芯片所支持。利用被廣泛支持的SPI總線來進(jìn)行MMC卡的讀寫，可解決沒有MMC控制器的問題。

1 MMC卡

1.1 MMC卡的簡介

MMC卡的面積為24mm×32mm，厚度為1.4mm，MMC卡的工作電壓為2.7-3.6V，時鐘頻率范圍為0-20MHz，為了支持廣泛的應(yīng)用，MMC卡接口簡單（為7引腳），具有最大的可擴(kuò)展性和可配置性。其中3腳為電源供應(yīng)，數(shù)據(jù)操作通過4腳的串行總線完成。作為SPI設(shè)備，MMC卡的SPI通道由以下4個信號組成：CS的反（片選），CLK（時鐘），DateIn（主機(jī)到卡的數(shù)據(jù)信號）和DateOut（卡到主機(jī)的數(shù)據(jù)信號）。CS的反是MMC卡的片選信號線，在整個SPI操作過程中，必須保持低電平有效；CLK便于同步，DateIn不但傳輸數(shù)據(jù)，還發(fā)送命令；DateOut除了發(fā)送數(shù)據(jù)外，還傳送應(yīng)答信號。

1.2 MMC卡的SPI協(xié)議

MMC存儲卡有MMC和SPI兩種工作模式。MMC卡上電后即進(jìn)入MMC模式；當(dāng)片選（CS）線被拉低時發(fā)送Reset（CMD0）指令會使MMC卡進(jìn)入SPI模式，如果需要從SPI模式轉(zhuǎn)入MMC模式，只能切斷電源重新上電。

SPI協(xié)議是以主從方式工作的，這種模式通常有一個主設(shè)備和一個（或多個）從設(shè)備，SPI接口是一種通用同步串行接口總線，字長為8位，用來與外部設(shè)備進(jìn)行通信。該接口在工作時，主設(shè)備通過提供移位時鐘和從使能信號來控制信息的流動，主設(shè)備的每次開始傳送任務(wù)時，都先將片選（CS的反）線置低以激活MMC卡，使其進(jìn)入工作狀態(tài)。

MMC卡的SPI協(xié)議的特點主要有：被選中的卡總是對來自于設(shè)備的指令有所響應(yīng)的，當(dāng)卡遇到錯誤時，會返回一個出錯響應(yīng)來代替期望的數(shù)據(jù)，指令的響應(yīng)是一個8位或16位的結(jié)構(gòu)，只支持單塊讀寫操作，塊的大小可以大到一個扇區(qū)（512字節(jié)），小到1個字節(jié)。

2 硬件電路設(shè)計

MMC卡既可以采用MMC總線訪問，也可以采用SPI總線訪問，大部分微處理器都有SPI接口而沒有MMC總線接口，如果采用I/O口模擬MMC總線，不但增加了軟件的開銷，而且對大多數(shù)微處理器來說，模擬MMC總線遠(yuǎn)不如真正的MMC總線速度快，這將大大降低總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?BR>
基于以上考慮，可以采用LPC2200微處理器的SPI接口，設(shè)計訪問MMC的硬件接口電路，LPC2200是系統(tǒng)的核心控制器，它的主要作用是將數(shù)據(jù)發(fā)送至MMC卡內(nèi)存儲。MMC卡的數(shù)據(jù)寫入是以塊為單位的，一塊為512字節(jié)，所以當(dāng)RAM中存放了512字節(jié)數(shù)據(jù)時，LPC2200便將其一次性寫入MMC卡中。LPC2200微處理器與MMC卡卡座接口電路如圖1所示，連接引腳如表1所示。