ESP32 SDIO AT 指南

[English]

简介

ESP32 SDIO AT 使用 SDIO 协议进行通讯,其中 ESP32 作为 SDIO slave 与 MCU 进行通信。

SDIO 可使用 一线或四线模式。至少需要 4 根线:CMD、CLK、DAT0 和 DAT1。

  • 对于一线模式,至少需要 4 根线:CMD、CLK、DAT0 和 DAT1,其中 DAT1 作为中断线;

  • 对于四线模式,需要增加 DAT2 和 DAT3。

SDIO slave 管脚如下所示:

  • CLK:GPIO14

  • CMD:GPIO15

  • DAT0:GPIO2

  • DAT1:GPIO4

  • DAT2:GPIO12(四线)

  • DAT3:GPIO13(四线)

如何使用 SDIO AT

在测试 SDIO AT 通信之前,首先请参照 SD Pull-up Requirements 的介绍对 ESP32 硬件进行处理,否则 SDIO 通信将会异常。

Slave 侧

AT 项目默认使用 UART 作为传输介质,你可以通过 ./build.py menuconfig -> Component config -> AT -> communicate method for AT command -> AT throughSDIO 切换为用 SDIO 作为传输介质。之后重新编译 esp-at 工程,烧录新的固件并运行。

Host 侧

ESP-AT 提供了 ESP32 和 STM32 作为 SDIO host 的 at_sdio_host 参考示例。对于 ESP32 的参考示例,可以使用 AT 工程的 esp-idf 版本进行编译烧录;对于 STM32,我们提供的方案基于 STM32F103ZET,请使用 Keil5 进行编译烧录。

对于其他平台,可以参照这两个示例进行适配。

SDIO 交互流程

Host 侧

  1. 初始化 SDIO host

    • SDIO host 初始化主要是 SDIO 协议的初始化,包括设置 1 线或者 4 线、SDIO 频率、初始化 SD mode。

  2. 协商 SDIO 通讯

    • 这部分主要按照 SDIO spec 协议标准的要求,跟 SDIO slave 协商参数。

    • 特别需要注意的是,如果 SDIO host 和 slave 同时重启,那么,协商需要等待 slave 初始化完成后再开始。一般 host 会在启动时添加延时,等待 slave 启动完成,再开始协商 SDIO 通信。

  3. 接收数据

    • 接收数据主要依靠监测 DAT1 的中断信号。当接收到中断信号后,host 读取中断源并判断中断信号,如果中断是 slave 有数据要发送,host 会调用 CMD53 读取 slave 的数据。

  4. 发送数据

    • SDIO AT DEMO 中,发送数据通过串口输入,然后 host 调用 CMD53 将数据发送过去。

    • 需要注意的是,如果发送超时,那么有可能 slave 侧出现异常,此时 host 和 slave 需要重新初始化 SDIO。

    • 在调用 AT+RST 或者 AT+RESTORE 命令后,host 和 slave 也同样需要重新初始化 SDIO。

Slave 侧

SDIO slave 的处理与 SDIO host 类似,slave 在接收到 SDIO host 发送的数据后,通知 AT core 并将数据发送给 AT core 进行处理,在 AT core 处理完成后,再发送数据给 SDIO host。

  1. 初始化 SDIO slave

    • 调用 sdio_slave_initialize 初始化 SDIO slave driver。

    • 调用 sdio_slave_recv_register_buf 注册接收用的 buffer,为了加快接收速度,此处注册了多个接收 buffer。

    • 调用 sdio_slave_recv_load_buf 加载刚刚注册的 buffer,准备接收数据。

    • sdio_slave_set_host_intena 用于设置 host 可用中断,主要用到的是新数据包发送中断 SDIO_SLAVE_HOSTINT_SEND_NEW_PACKET

    • 调用 sdio_slave_start 在硬件上开始接收和发送。

  2. 发送数据

    • 因为 SDIO slave 发送的数据需要保证能被 DMA 访问,所以需要先把 AT 中的数据拷贝到可被 DMA 访问的内存中,然后调用 sdio_slave_transmit 进行发送。

  3. 接收数据

    • 为了优化接收 SDIO 数据传输给 AT core 的速率,在调用 sdio_slave_recv 接收 SDIO 数据后,使用了循环链表将接收到的数据传输到 AT core。