SDIO模式:
理论速度:GD32F470的SDIO控制器支持 4位总线模式,时钟频率可达 48MHz,理论带宽 24MB/s(实际测速可达 18-20MB/s)。
优势:协议硬件加速,适合大容量高速读写(如视频流存储)。
SPI模式:
理论速度:SPI全双工模式下(GD32F470的SPI时钟最高 120MHz),实际有效带宽约 6-8MB/s。
劣势:需软件模拟SD协议,CPU占用率高,仅适合低速场景。
结论:优先选择SDIO模式,可满足高速需求(对比MT29F16G08的1MB/s提升显著)。
SDNAND引脚 | GD32F470引脚 | 功能 | 备注 |
---|---|---|---|
CLK | PC12 | SDIO时钟 | 串联22Ω电阻 + 10pF滤波电容 |
CMD | PD2 | 命令/响应线 | 线长≤5cm |
DAT0 | PC8 | 数据线位0 | 与CLK等长布线 |
DAT1 | PC9 | 数据线位1 | 与CLK等长布线 |
DAT2 | PC10 | 数据线位2 | 与CLK等长布线 |
DAT3 | PC11 | 数据线位3 | 与CLK等长布线 |
VCC | 3.3V | 电源 | 并联100nF+10μF电容 |
GND | GND | 地 | 就近接地 |
PCB设计要点:
所有信号线走内层,避免跨分割。
电源线宽≥0.3mm,降低IR Drop。
SDNAND引脚 | GD32F470引脚 | 功能 |
---|---|---|
CLK | PA5 (SPI1_SCK) | SPI时钟 |
DI (CMD) | PA7 (SPI1_MOSI) | 主出从入 |
DO (DAT0) | PA6 (SPI1_MISO) | 主入从出 |
CS | PA4 (GPIO) | 片选信号 |
// 使能SDIO和GPIO时钟rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);rcu_periph_clock_enable(RCU_SDIO);// 配置SDIO引脚复用gpio_pin_remap_config(GPIO_SDIO_REMAP, ENABLE);gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12);gpio_init(GPIOD, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2);
sdio_init_type sdio_init;sdio_clock_set(SDIO_CLK_DIV_8); // 主频200MHz时,SDIO时钟=200/8=25MHzsdio_init.clock_bypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;sdio_init.clock_power_save = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;sdio_init.bus_wide = SDIO_BUS_WIDE_4B;sdio_init.clock_edge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;sdio_init.hardware_flow_control = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_ENABLE;sdio_init(SDIO, &sdio_init);
// 发送CMD0(复位)sdio_command_init_type cmd;cmd.cmd_index = SD_CMD_GO_IDLE_STATE;cmd.cmd_argument = 0;cmd.response_type = SDIO_RESPONSE_NO;sdio_command_config(SDIO, &cmd);while(sdio_flag_get(SDIO, SDIO_CMDSENT_FLAG) == RESET);// 发送CMD8(电压检查)cmd.cmd_index = SD_CMD_HS_SEND_EXT_CSD;cmd.cmd_argument = 0x1AA;cmd.response_type = SDIO_RESPONSE_SHORT;sdio_command_config(SDIO, &cmd);while(sdio_flag_get(SDIO, SDIO_CMDRESPEND_FLAG) == RESET);// 初始化完成,切换至高速模式(48MHz)sdio_clock_set(SDIO_CLK_DIV_4); // 主频200MHz时,SDIO时钟=50MHz// 读取数据(DMA模式)uint8_t buffer[512];sdio_data_init_type data;data.block_size = SDIO_BLOCK_SIZE_512;data.block_num = 1;data.data_timeout = SDIO_DATATIMEOUT;data.transfer_dir = SDIO_DATA_TRANSFER_TO_CONTROLLER;data.transfer_mode = SDIO_DATA_BLOCK_TRANSFER;sdio_data_config(SDIO, &data);sdio_dma_enable(SDIO, ENABLE);sdio_command_config(SDIO, &read_cmd); // CMD17读取while(sdio_flag_get(SDIO, SDIO_DATAEND_FLAG) == RESET);
性能优化技巧:
启用 DMA传输(减少CPU占用)。
设置 块传输模式(SDIO_DATA_BLOCK_TRANSFER
)替代单字节传输。
提升 SDIO时钟至最高允许值(需确保信号完整性)。
文档目录:
硬件设计指南:引脚分配、PCB Layout规则、电源滤波方案。
软件移植步骤:GD32 SDK配置、SDIO初始化代码、FatFS文件系统集成。
性能测试报告:不同时钟频率下的读写速度对比(附逻辑分析仪抓图)。
调试手册:常见错误码解析(如CRC错误、超时响应)、示波器测量点说明。
量产建议:烧录夹具设计、老化测试参数(温度、电压容限)。
示例代码仓库:GD32F470 SDNAND驱动库:https://github.com/gd32mcu/GD32F4xx_SDIO_Example。