一.前言

前面介绍了初始化过程中涉及到的三条命令CMD5/CMD3/CMD7(属于SDIO层面)，现在继续来介绍SDIO/iSDIO的寄存器(属于SDIO层面)和访问寄存器的CMD52/CMD53命令(属于SDIO层面)。

SDIO协议是基于SD卡协议而来, 而iSDIO又是在SDIO基础上定义的一类智能卡，iSDIO Wireless LAN则是iSDIO类卡的一个具体的实例。

即对应SD->SDIO->iSDIO->WLAN这几个层级，规格书分别对应以下:

[REF1]SD Specifications Part 1 Physical Layer Specification Version 3.01 February 18, 2010

[REF2]SD Specifications Part E1 SDIO Simplified Specification Version 3.00 July 25, 2018

[REF3]SD Specifications Part E7 iSDIO Simplifed Specification Version 1.10 July 25, 2018

[REF4]SD Specifications Part E7 Wireless LAN Simplified Addendum Version 1.10 July 25, 2018

二.拓扑结构

[REF3] 1.3章节中的如下框图，很好的介绍了iSDIO的拓扑结构。

Part1是SD卡的协议[REF1]。

在SD卡协议基础上定义了SDIO的协议PartE1[REF2]，SDIO相对于SD卡，增加了第9类命令中的IO_RW_DIRECT (CMD52)和IO_RW_EXTENDED(CMD53),用于快速的进行I/O卡的字节和块访问，见[REF2]的第5章。SDIO同时定义了其寄存器空间,见[REF2]的6.7章节。

然后在SDIO基础之上定义了iSDIO的协议[REF3]，iSDIO可以通过SDIO方式即CMD52/CMD53操作，也可以使用SD卡方式CMD48和CMD49操作。同时在SDIO寄存器空间基础上，定义了iSDIO的寄存器见[REF3]的2.2章节，相对SDIO空间一样只是定义了更多iSDIO相关的寄存器。

iSDIO是智能卡类别总的协议，在此之上定义具体的设备比如WIFI，蓝牙等的协议，其中PartE7 Wireless LAN[REF4]是WIFI的协议，在iSDIO基础上进一步定义了其相关寄存器[REF4]的第3章节，相对iSDIO空间一样只是定义了更多WIFI相关的寄存器。

三.命令

3.1 功能寄存器空间寻址

[REF3]的第二章，在[REF2]第六章SDIO基础上，定义了iSDIO的功能寄存器空间。

可以通过CMD52/53或者CMD48/49访问这些寄存器。

寄存器地址空间按照Function为单位划分，每个Function的空间都是128KB，其中Function 0即CIA是必须要有的，Function 0又划分为CCCR，FBR1~7，General Informationm ，RFU ，CIS Area， RFU几个部分，这些部分每个设备都是一样的。除了Function 0还可以有1~7个Function(Function Unique Register)，这些Function是不同设备自定义实现的。

上一篇文章介绍了CMD5命令，卡会响应该命令，字段Number of I/O functions即代表的这些自定义的Function个数。

如下所示，寄存器空间采用二级索引，即先根据Function Number找到对应Function，然后使用Register Address找到该功能内的具体的某一个寄存器。所以在命令CMD52，CMD53中需要这两个参数。且Function Number只需要3位可以表示0~7，即自定义的Function个数是最多7个，其序号从1开始即1~7. 访问128KB空间，Register Address需要17位。

SDIO规格书中寄存器空间如下

iSDIO规格书中地址空间如下

3.1.1Function0(CIA)

iSDIO对于function 0统一定义为以下部分:CCCR,FBR1~7,CIS.

以下表格总结了，分别使用SD卡模式和SDIO模式访问，需要实现的寄存器

3.1.1.1CCCR

[REF2]的6.9章节定义了SDIO完整的CCCR寄存器，iSDIO无需实现所有的，

iSDIO要求白色背景的是必须实现的，其他是可选实现的,见[REF3]的2.2.1.1

3.1.1.2FBR

[REF2]的6.10章节，定义了SDIO详细的FBR寄存器。

iSDIO在此基础上增加了如下粗体字部分见[REF3]的2.2.1.2

3.1.1.3CIS

[REF2]的6.11定义了SDIO的CIS寄存器

iSDIO增加了如下粗体字部分，见[REF3]的2.2.1.3

3.2 CMD52

3.2.1命令格式

IO_RW_DIRECT(CMD52)是用于按照字节为单位访问I/O功能中128K寄存器空间，包括公共I/O区域（CIA）。一般用于初始化功能的寄存器和查看状态。

格式如下

32位的命令参数划分为了Function Number~Write Data or Stuff Bits这几个字段。

S,D,Conmand Index,CRC7,E这些字段和SD卡命令格式一样，所以不再介绍，只介绍后面参数部分。

其中Function Number和Register Address即前面介绍的功能寄存器空间寻址的两个参数。

R/W Flag: 0表示读寄存器，读到的寄存器内容通过R5响应返回(见后面一小节)，如果设置为1表示写寄存器。

RAW flag: 这个bit设置为1，则R/W Flag=1写寄存器时，同时立即回读写入的值返回，无需再单独进行一次读来确认写入结果。如果设置为0则返回写入的寄存器值(不是回读出来的)。

Write Data: 对于写，则填充待写的寄存器内容，读则设置为0.

Stuff位都写0

3.2.2响应

CMD52响应R5，内容如下

S，D，Command Index，Stuff，CRC7，E这些和SD卡都是一样的，不再赘述，只介绍Respense Flasgs BIt和 Read or Write Data字段。

Response Flags Bit: 表示8位的卡状态，定义如下

Read or Write Data:

如果是读寄存器则返回的是读到的寄存器内容，

如果是写寄存器且RAW flag=1则是写入后，再重新读出来的寄存器值，

如果是写寄存器且RAW flag=0，则返回的就是写入命令中的值(不是回读值)。

如果是SPI模式则响应为16位，如下

3.3 CMD53

3.3.1命令格式

CMD52用于单个寄存器操作，CMD53则用户批量操作。

格式如下

同样的只关注R/W flag，Function Number， Block Mode ，OP Code ，Register Address Byte/Block Count这几个参数。

Function Number和Register Address和CMD52一样用于寻址寄存器的位置。

R/W flag也和CMD52一样，1表示写，0表示读。

Block Mode用于表示操作模式:设置为1表示按照block为单位进行操作，后面Byte/Block Count即为一次操作的block数。设置为0表示则表示按照字节操作，后面Byte/Block Count即为一次操作的字节数。

Function 0的block大小由CCCR寄存器的FN0设置。Function1~7的block大小由FBR寄存器配置。CCCR寄存器的SMB位表示卡是否支持block模式。

OP Code，操作模式，1表示地址自动递增，0表示不自动递增。

Byte/Block Count 表示要操作的字节字节数或者block数，在block模式时需要注意的是，设置为0表示一直读写，直到设置CCCR寄存器的ASx中止。

3.3.2响应

和CMD52一样，但是8位的Data填充为0.

3.3.3数传输格式

CMD53的数据传输，数据不再在命令中，而是和memory的读写一样。

非Block读写和CMD17/CMD24类似

Block读写则和CMD18/CMD25一样。如果不是infinite即Count不是0则无需停止直到传输完指定的块，否则需要stop操作进行停止。

四. iSDIO寄存器与数据通道

前面介绍了通过CMD52/CMD52进行iSDIO的功能寄存器的操作，iSDIO规范了功能寄存器的空间和寻址。其中function0是通用的，function1~7是自定义的。不同的具体的iSDIO设备即实现不同的功能寄存器即可，通过这些设备特定的功能寄存器即可操作特定的设备。

此时就需要参考具体的设备的规格书了，比如iSDIO参考[REF3], 然后再细分对应具体的WIFI设备参考[REF4]。

对于Function0所有的SDIO设备都是一样的，而对于iSDIO则通过Function1~7去额外定义自己的功能寄存器。

我们前面第二章拓扑结构，可以看到可以通过CMD52/CMD53去操作功能寄存器，但是如何和具体的设备交互数据呢，比如要通过WIFI收发数据，数据量是很大的，肯定不能通过这些寄存器直接进行数据传输。那么如何实现呢？通常的做法一般是通过FIFO进行数据传输，

这里也是类似使用了一个Function Unique Register 的Command Write Register

Port和Response Data Register Port来实现的，即用某个Function的某两个寄存器地址一个作为写，一个作为读入口用，读写这两个寄存器地址即类似于读写FIFO。类似于硬件FIFO，读写FIFO即读写某个固定的空间(地址固定)，iSDIO也是类似的。

见[REF3]的2.2.2章节。

要写数据则写某个Unique Function的寄存器地址为00000h的地方即Command Write RegisterPort。

读数据则读某个Unique Function的寄存器地址为00200h的地方即Response Data Register Port。

当然为了获取状态，能力等还定义了Status寄存器Capability寄存器，厂商自定寄存器等，见[REF3]中的下表。

上述Unique Function，即Function Unique Register1~7中选一个，一般选1， 作为iSDIO Register Map映射。

所以对于iSDIO的寄存器，实际就是映射的Function Unique Register1功能寄存器。

换句话说Function 0定义了SDIO通用的寄存器，Function 1定义iSDIO通用的寄存器。

五. 总结

以上分享了SDIO->iSDIO->WIFI卡的的拓扑结构，CMD52/53命令, 以及寄存器地址空间。以及数据通道Command Write Register Port和Response Data Register Port的原理，简单理解就是读写固定寄存器地址，类似于FIFO固定地址的读写。以上都是原理协议上的分享，下一篇实战分享CMD52和CMD53的读写。