邏輯分析儀在SD卡中的應(yīng)用

　　摘要：本文以廣州致遠(yuǎn)電子出品的邏輯分析儀系列產(chǎn)品LAB7504為例，介紹其在SD卡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
　　
　　1、引言
　　
　　我們現(xiàn)在處在信息時(shí)代里，數(shù)碼相機(jī)，筆記本電腦等電子設(shè)備都已進(jìn)入千家萬(wàn)戶。而這些都離不開(kāi)存儲(chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)設(shè)備在從選數(shù)管，到打孔卡、硒鼓、光盤(pán)、軟盤(pán)、磁帶、固態(tài)硬盤(pán)等的變遷中，有一位成員脫穎而出——它就是SD卡。SD卡以大容量，低功耗，小巧輕便，熱插拔，價(jià)格便宜等特點(diǎn)，在如今的移動(dòng)存儲(chǔ)中占有重要的地位，比如現(xiàn)在的筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、mp4等數(shù)碼產(chǎn)品，都無(wú)一例外的帶有SD卡讀卡器接口，方便用戶使用。
　　
　　今天我們就以廣州致遠(yuǎn)電子出品的邏輯分析儀系列產(chǎn)品LAB7504為例，介紹其在SD卡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
　　
　　2、SD卡簡(jiǎn)介
　　
　　SD卡共支持三種傳輸模式：SPI模式（獨(dú)立序列輸入和序列輸出），1位SD模式（獨(dú)立指令和數(shù)據(jù)通道，*的傳輸格式），4位SD模式（支持四位寬的并行傳輸）。表1介紹了數(shù)據(jù)率與模式的關(guān)系。　　
　　SD模式的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為：
　　
　　一個(gè)主機(jī)（如微控制器）、多個(gè)從機(jī)（卡）和同步的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　
　　所有卡共用時(shí)鐘CLK、電源和地信號(hào)。而命令線（CMD）和數(shù)據(jù)線（DAT0~DAT3）則是卡的線，即每張卡都獨(dú)立擁有這些信號(hào)線。表2介紹了SD模式下的信號(hào)功能。　　
　　在SPI模式下，主機(jī)使用SPI總線訪問(wèn)卡，微控制器在卡上電后的第1個(gè)復(fù)位命令就可以選擇卡進(jìn)入SD模式或SPI模式，但在卡上電期間，它們之間的通信模式不能更改為SD模式。
　　　　
　　3、解碼分析
　　
　　SD卡的協(xié)議比較復(fù)雜，并且模式也比較多，每個(gè)模式里面的命令，響應(yīng)行為，數(shù)據(jù)令牌的CRC等也很復(fù)雜，如果在設(shè)計(jì)中，需要讓研發(fā)人員對(duì)一個(gè)個(gè)邏輯電平進(jìn)行解析，那效率是實(shí)在太低了，并且也容易出錯(cuò)，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司出品的LAB7504邏輯分析儀帶有SD卡SPI模式，以及SD模式的插件解碼工具，可以輕松的幫助工程師快速直觀的分析SD卡總線上的命令以及數(shù)據(jù)等信息。下面分別介紹下兩種模式的解碼插件。
　　
　　SD模式
　　
　　分別點(diǎn)擊邏輯分析儀上位機(jī)【工具】、【插件管理器】，選擇“SD卡SD模式協(xié)議分析”。彈出SD_SDMODE設(shè)置對(duì)話框。按照采集SD卡的實(shí)際情況填寫(xiě)總線設(shè)置選項(xiàng)，本次采集的總線設(shè)置如圖1所示（截掉顏色設(shè)置與顯示設(shè)置）。　　
　　參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)介
　　
　　CLK：選擇要解碼數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)，代表協(xié)議中的CLK時(shí)鐘信號(hào)。
　　
　　塊長(zhǎng)：輸入多塊傳輸過(guò)程中的塊的數(shù)目。在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)塊的過(guò)程中，有多塊讀寫(xiě)命令，用戶需要設(shè)置多塊讀寫(xiě)時(shí)候塊的數(shù)目，在塊長(zhǎng)中輸入相應(yīng)的數(shù)字。
　　
　　CLK頻率：輸入時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘頻率是指時(shí)鐘信號(hào)傳輸?shù)念l率，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的傳輸而設(shè)置。
　　
　　寬總線：選擇是否寬總線傳輸。即是否選擇4位SD模式，單總線即1位SD模式。
　　
　　CMD總線設(shè)置：設(shè)置命令總線參數(shù)。
　　
　　DATA總線設(shè)置：設(shè)置數(shù)據(jù)總線參數(shù)。
　　
　　幀顏色設(shè)置：設(shè)置解碼后包中各個(gè)幀的顯示顏色。
　　
　　包顏色設(shè)置：設(shè)置解碼后包的顯示顏色。
　　
　　顯示方式：設(shè)置解碼后數(shù)據(jù)的顯示方式，分別為十六進(jìn)制，十進(jìn)制和字符格式。　　
　　下面看看通過(guò)插件解碼后的結(jié)果。如圖2所示，將解碼后的信號(hào)放大，可以看到開(kāi)始位：START;傳輸位：ToCard;命令：READ_MULTIPLE_BLOCK等信息（這里還有命令參數(shù)，CRC校驗(yàn)結(jié)束位等信息沒(méi)有顯示出來(lái)）。　　
　　如圖3所示，數(shù)據(jù)總線解碼后的結(jié)果，其中紅色框中是數(shù)據(jù)起始標(biāo)志。
　　
　　SPI模式
　　
　　分別點(diǎn)擊邏輯分析儀上位機(jī)【工具】、【插件管理器】，選擇“SD卡SPI模式協(xié)議分析”。彈出SD_SPI設(shè)置對(duì)話框。按照采集SD卡的實(shí)際情況填寫(xiě)總線設(shè)置選項(xiàng)，本次采集的總線設(shè)置如圖4所示（截去顏色設(shè)置與顯示設(shè)置）。　　
　　參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)介
　　
　　CS：選擇片選信號(hào)線，代表協(xié)議中的CS片選信號(hào)。
　　
　　CLK：選擇要解碼數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)，代表協(xié)議中的CLK時(shí)鐘信號(hào)。
　　
　　塊長(zhǎng)：輸入多塊傳輸過(guò)程中的塊的數(shù)目。
　　
　　CLK頻率：輸入CLK信號(hào)的時(shí)鐘頻率。
　　
　　SPI模式：選擇SPI解碼的模式，從*個(gè)或者是第二個(gè)脈沖開(kāi)始，上升沿或者下降沿采樣。
　　
　　DataIn總線：設(shè)置協(xié)議中的輸入總線信息。
　　
　　DataOut總線：設(shè)置協(xié)議中的輸出總線信息。
　　
　　幀顏色設(shè)置：設(shè)置解碼后包中各個(gè)幀的顯示顏色。
　　
　　包顏色設(shè)置：設(shè)置解碼后包的顯示顏色。
　　
　　顯示方式：設(shè)置解碼后數(shù)據(jù)的顯示方式，分別為十六進(jìn)制，十進(jìn)制和字符格式。
　　
　　由于篇幅限制，在這里對(duì)SPI模式的解碼就不做過(guò)多的描述，對(duì)軟件解碼后的指令以及數(shù)據(jù)的查看方式，與SD模式下的操作是類(lèi)似的，這些讀者可以在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候自己操作體驗(yàn)。　　
　　4、總結(jié)
　　
　　使用廣州致遠(yuǎn)電子有限公司出品的邏輯分析儀軟件所帶的SD卡分析插件功能，可以幫助工程師離開(kāi)單一的邏輯信號(hào)的分析，快速直觀的對(duì)傳輸過(guò)程的命令數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，快速的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，提高工程師的工作效率。同時(shí)，LAB7504提供了出色的采樣速率和存儲(chǔ)容量，可以很容易發(fā)現(xiàn)通信信號(hào)間的時(shí)序問(wèn)題，幫助工程師zui快的發(fā)現(xiàn)并解決當(dāng)前問(wèn)題和潛在的時(shí)序隱患。