SDIO（Secure Digital Input/Output）接口是用于在微控制器（MCU）或其他主机设备与 SD 卡或其他支持 SDIO 的外设之间进行通信的标准接口。SDIO 提供了一种高效的数据传输方式，并支持高带宽的数据线通信。以下是 SDIO 接口的内部框图说明，帮助你理解 SDIO 通信的基本组成和工作原理。
SDIO 接口由多个主要模块组成，包括控制器、时钟生成、数据通道和命令通道。一个典型的 SDIO 接口内部框图如下：
lua复制编辑+------------------------------------------------------------+| 主机端 (MCU/处理器) |
| +-------------------+ +------------------------+ || | SDIO 控制器 | | 时钟生成模块 | |
| +-------------------+ +------------------------+ || | | |
| +-----------------+ +---------------------+ || | 命令发送通道 |<-------->| 命令处理模块 | || +-----------------+ +---------------------+ || | | |
| | +------------------------+ || | | 数据传输通道 | |
| | | (DAT0, DAT1, DAT2, DAT3)| |
| | +------------------------+ || | | |
| | +----------------------------+ || | | 数据接收/发送模块 | |
| | | (读取/写入数据) | |
| | +----------------------------+ |+------------------------------------------------------------+
↑
|
+------------------+
| 外设 (如 SD 卡) |
+------------------+
SDIO 控制器 (SDIO Controller)：
功能：SDIO 控制器是主机设备（如 MCU 或处理器）中负责管理 SDIO 接口的核心组件。它负责发送和接收命令、数据以及与外设（如 SD 卡）进行通信。
任务：管理命令通道、数据通道，处理数据的读写操作。
时钟生成模块 (Clock Generator)：
功能：时钟生成模块负责生成并提供 SDIO 时钟信号。SDIO 时钟用于同步数据传输。
任务：通常由主机提供时钟，且时钟频率根据所使用的模式（如 1-bit 模式、4-bit 模式等）和 SDIO 设备的最大支持速度来调整。
命令发送通道 (Command Channel)：
功能：命令通道负责发送控制命令给 SDIO 设备（如 SD 卡）。命令包括初始化命令、读写命令等，用于启动或控制数据传输。
数据格式：命令通过 CMD 引脚（或 CMD 和 RESP）发送，这些命令也可能带有响应，用于确认命令的执行状态。
命令处理模块 (Command Handler)：
功能：处理主机发送的命令，确保命令的正确性并准备适当的响应。该模块还会解析响应并将其传递给上层协议。
任务：解析主机发送的命令、执行命令并将结果反馈给主机。
数据传输通道 (Data Transfer Channel)：
功能：数据通道负责在主机和外设之间传输数据。SDIO 通常支持 4 条数据线（DAT0、DAT1、DAT2、DAT3），从而支持高带宽的数据传输。
模式：SDIO 支持 1 位和 4 位模式。在 4 位模式下，数据同时通过 4 根数据线传输，可以显著提高传输速度。
数据接收/发送模块 (Data Receiver/Transmitter)：
功能：数据接收/发送模块用于处理数据的实际传输操作，包括从主机向外设写入数据或从外设读取数据。
任务：负责按时序和电平要求传输数据，确保数据传输的完整性和准确性。
SDIO 接口支持不同的数据传输模式，其中主要有：
1-bit 模式：数据通过 1 根数据线 (DAT0) 进行串行传输。适合低速通信。
4-bit 模式：数据通过 4 根数据线 (DAT0 到 DAT3) 并行传输。此模式提供更高的带宽，适用于高速存储操作。
在 SDIO 协议中，命令和响应是数据传输的核心。常见的命令包括：
CMD0：复位卡
CMD8：发送接口条件（用于查询卡是否支持高容量模式）
CMD17：读取块
CMD24：写入块
CMD55：预选命令，用于准备后续的命令
每个命令都会对应一个响应信号（RESP），该响应信号用于反馈命令的执行状态。
SDIO 接口的内部框图显示了一个典型的 SDIO 控制器如何处理命令和数据的传输，如何通过时钟信号同步数据，以及如何通过多条数据线进行高效的数据交换。SDIO 控制器需要协调命令发送、数据传输和响应接收，以确保数据传输的高效和可靠。在设计时，理解每个模块的功能有助于高效地实现和调试 SDIO 接口。
