نحوه ارتباط کارت حافظه micro SD با گذرگاه

0

نحوه ارتباط کارت حافظه micro SD با گذرگاه

در این مطلب آموزشی نحوه ارتباط با کارت حافظه micro SD با گذرگاه SD شرح داده شده است. کارت حافظه کاربرد گسترده ای در سیستم های Embedded دارد بعنوان مثال می­توان به ذخیره log سیستم در حافظه و یا پخش آهنگ ذخیره شده در حافظه در سیستم آسانسور و … اشاره نمود. بدلیل محدودیت حافظه داخلی پردازنده­ها استفاده از حافظه خارجی امری ضروری بنظر می­رسد.

حافظه ها را می­توان در دو دسته Volatile و Non-volatile طبقه بندی کرد. حافظه های Volatile به حافظه­هایی گفته می­شود که با قطع تغذیه داده ذخیره شده در آن بطور کامل پاک می­شود. حافظه هایی نظیر SRAM، DRAM در این گروه قرار دارند. در حافظه های Non-volatile با قطع تغذیه داده ذخیره شده از بین نمی­رود. حافظه های نظیر EEPROM و Flash از پرکاربردترین حافظه های Non-volatile هستند. در شکل 1 انواع حافظه بصورت ساده شده نشان داده شده است.

انواع مختلف حافظه
انواع مختلف حافظه

کارت حافظه های SD

امروزه کارت حافظه SD کاربرد وسیعی در سیستم های الکترونیکی دارند. از جمله  این کاربردها می­توان به گوشی موبایل اشاره نمود که در اکثر گوشی­های موبایل دارای یک کارت حافظه SD هستند. بلوک دیاگرام کارت حافظه micro SD در شکل 2 نشان داده شده است. این کارت حافظه شامل گذرگاه 9 پینی، کنترلر کارت، هسته حافظه و گذرگاه حافظه است. گذرگاه 9 پین امکان تبادل داده بین پردازنده Host و کنترلر کارت را فراهم می­کند. کنترلر کارت از طریق گذرگاه حافظه، می­تواند عملیات خواندن و نوشتن را در حافظه انجام دهد. علاوه بر این کارت دارای چندین رجیستر داخلی برای ذخیره وضعیت آن است. کنترلر به دو نوع درخواست پاسخ می­دهد: داده و کنترل. درخواست های کنترلی چگونگی عملکرد کنترلر را تنظیم می­کنند. همچنین امکان دسترسی به رجیسترهای کارت SD را نیز فراهم می­کنند. از درخواست­های داده برای خواندن و نوشتن داده از هسته حافظه استفاده می­شوند.

ساختار داخلی کارت حافظه micro SD
ساختار داخلی کارت حافظه micro SD

تبادل داده با کارت micro SD

ارتباط با کارت حافظه micro SD با یکی از گذرگاه­های SPI و SD صورت می­گیرد. ارتباط با کارت SD با ارسال فرمان و دریافت پاسخ انجام می­شود. هر یک از فرمان­های کارت SD از 48 بیت تشکیل می­شود. ساختار فرمان در شکل 3 نشان داده شده است.

ساختار فرمان در کارت حافظه SD
ساختار فرمان در کارت حافظه SD

شرح فیلدهای فریم فرمان بصورت زیر است:

  • Start: بیت 46 و 47 بیت های شروع هستند که مقدار آن همواره “01” است.
  • Command: بیت­های 40 تا 45 فیلد فرمان است. در جدول 1 لیست فرامین SD نشان داده شده است.
لیست دستورات در ارتباط با کارت micro SD
لیست دستورات در ارتباط با کارت micro SD
  • Argument: بیت­های 8 تا 39 فیلد آرگومان است.
  • CRC: بیت­های 1 تا 7 فیلد CRC است که برای تشخیص خطای احتمالی در نظر گرفته شده است.
  • Stop: در نهایت یک بیت خاتمه در انتهای فرمان قرار داده شده است. این بیت همواره “1” است

گذرگاه های ارتباطی حافظه های Micro SD

کارت حافظه­ micro SD از گذرگاه های SPI و SD پشتیبانی می­کنند. در این پروژه نحوه استفاده از کارت حافظه SD با گذرگاه SD بررسی شده است. گذرگاه SD بصورت یک Slave و چندین Master است. سیگنال کلاک و تغذیه بین کلیه Slave ها مشترک است و هر Slave سیگنال­های داده (DAT0-DAT3) و فرمان (CMD) منحصر به فرد خود را دارد. گذرگاه SD این امکان را فراهم می­کند تا بصورت دینامیکی  عرض گذرگاه داده را تنظیم کرد. بصورت پیش­فرض کارت حافظه تنها از DAT0 برای انتقال داده استفاده می­کند.

گذرگاه SD از سیگنال­های زیر تشکیل شده است:

  • CLK: سیگنال کلاک گذرگاه است که توسط Host تولید می­شود.
  • CMD: سیگنال دو طرفه Command/Respond است.
  • DAT0-DAT3: خطوط دو طرفه داده است.
  • VDD، VSS، VSS2: سیگنال­های Power و Ground هستند.

توپولوژی گذرگاه SD در شکل زیر نشان داده شده است.

توپولوژی گذرگاه SD
توپولوژی گذرگاه SD

مقدمه ای بر فایل سیستم

فایل سیستم روشی برای سازماندهی داده بر روی حافظه­های فیزیکی مانند دیسک و … است. بدون فایل سیستم برای استفاده از حافظه باید با مفاهیمی نظیر آدرس، بانک، سکتور و … استفاده کرد. بعبارت دیگر فایل سیستم جزئیات فیزیکی حافظه را کاربر مخفی نگه می­دارد و به کاربر این امکان را می­دهد تا از Directory و مسیر (بعنوان مثال C:\\myfile) بجای آدرس فیزیکی استفاده شود. فایل سیستم استفاده از حافظه فیزیکی را بسیار آسوده می­سازد. در واقع استفاده حافظه فیزیکی بدون فایل سیستم بسیار دشوار است.

امروزه فایل سیستم های متنوعی وجود دارد. از معروف ترین آن ها می­توان به FAT، NTFS و ext4 و … اشاره نمود. در سیستم های Embedded معمولا از فایل سیستم FAT (File Allocation Table) استفاده می­شود.

Choose your Reaction!
دیدگاه خود را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

redronic.com