市面上許多手機和便攜裝置都能透過插入一塊SD （安全數字）卡來增加記憶體。按照SD卡的技術規範，可將多卡與匯流排連線，假設每個卡都有專門的一套命令和資料通道。要實現這類最佳化解決方案，必須解決幾個問題。本文將討論實施方案所涉及的困難、已有的矽解決方案（尤其是飛兆半導體的 FSSD06 多路複用器），以及採用這類解決方案的優點。本文還將詳細介紹評測 FSSD06 的演示板卡。

引言

市面上許多手機和便攜裝置（如數碼相機）都能透過插入一塊標準、小型或微型 SD卡來增加記憶體。這一功能刺激了共享或擴充套件主機處理器 SDIO （安全數字 I/O）埠從而連線多個裝置的需求。 SD 卡介面設計為一個 6 通道匯流排，當中 1 個通道用於時鐘、一個用於命令，其餘4個用於資料線路。

按照 SD 卡協會（ SD Card Association, SDA ）的物理層規範，可將多卡與匯流排連線，只要每個卡都有專門的一套命令和資料通道（時鐘可共享）。若在主機只有一套命令/資料通道的情況下擴充套件 SDIO介面，還必須解決幾個問題，才能實現最佳化解決方案。無論採用什麼方法來擴充套件介面，插入的擴充套件部件絕不能影響功能運作和造成系統延遲。飛兆半導體已推出佔位尺寸小及成本低的解決方案，即 FSSD06多路複用器，將一個 SDIO埠擴充套件成多個埠。

圖1 ： SDIO主機埠擴充套件

擴充套件 SDIO 介面的約束條件

市面上有兩種電壓範圍的 SD 卡及配件產品，即電壓在 2.7 到 3.3V 的高壓卡，以及要麼工作在上述高壓範圍，要麼使用 1.8V 標稱低壓的雙電壓卡。因此，理想的解決方案應當讓主機控制器能夠同時與這兩種卡介面，為使用者帶來最大的靈活性。

用於擴充套件 SDIO 介面的插入擴充套件部件絕不能影響功能執行和造成系統延遲。介面通訊定義了多種模式（即不同速率）。預設模式定義為 0到 25MHz之間可變的時鐘速率，可透過 4 條並行資料線以每秒 12.5MB 的速率傳輸資料。高速模式支援高達 50MHz 的時鐘速率，可透過介面以每秒 25MB 的速率傳輸資料。對 SDIO 介面進行復用的處理速度必須足夠快，並不能對高速模式的資料傳輸速率造成限制。

卡的初始化和識別以低速進行，採用漏極開路輸出訊號接法，時鐘速率在 100 kHz到 400kHz之間。初始化一完成，主機就進入資料傳輸模式，而介面則可根據具體SD 卡的模式（即卡的資料傳輸速率）相應提高速率。資料傳輸模式採用推輓訊號接法，時鐘速率可達 50MHz。擴充套件 SDIO 介面的電路必須解釋協議並清楚瞭解主機何時進入資料傳輸模式，必須能以既有利於初始化（漏極開路訊號），又有利於資料傳輸模式（推輓訊號）的交替方式實現通訊。

最後，當主機或卡都不向介面傳輸資料時，埠複用器必須讓系統處於預設的高阻抗狀態，備有所需的升壓電

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阻來控制命令和資料線。 SD 卡規範定義的升壓電阻阻值在 10k 到 100k 歐姆之間，用於防止匯流排處於浮接狀態。

FSSD06 的功能特點

飛兆半導體針對擴充套件 SDIO 介面的目標應用開發出一種產品，名為 FSSD06 多路複用器，其每項功能均為應對前述挑戰而設計。概括而言， FSSD06 的這些功能是透過飛兆半導體的專有架構來實現，這個架構綜合了無源 FET開關與有源緩衝器的最佳功能。

首先，讓我們看看主機控制器和市面上各種型別 SD卡對電源電壓的靈活性需求。 FSSD06 的每個埠都有一個專門的電源引腳，這樣邏輯高位埠電壓就可以準確地做到所期望的電壓值。主機和卡之間的電壓轉換由FSSD06 的內部電路來管理，系統設計人員只需在每個埠加上所期望的電壓，不用操心其它任何事情。對不用的埠，電源引腳必須接地，而命令和資料引腳可以接地也可浮接。

為了支援高速模式， FSSD06 具有非常短的傳送延遲，典型延遲範圍在 1 到 2納秒。這個響應速度在 SD 介面的電容性負載達到 40pF 的最大容許值時尤其重要。FSSD06 採用飛兆半導體的專有輸出驅動電路，該電路的驅動強度可調，能夠提供極短的訊號脈衝沿上升時間，亦允許系統工作在漏極開路（初始化）訊號模式和推輓（高速傳輸）訊號模式。

將這種方法與純漏極開路方法做個比較，後者類似於 FPGA 供應商建議的方法，必需採用較低的升壓電阻才能達到所要求的資料速率。升壓電阻低帶來一個問題，即SD 卡控制器將訊號拉到邏輯低電平時所需的功耗大幅增加。而且這個問題在介面的電容性負載增加時更加惡化。

SDIO 技術規範所允許的匯流排最大電容性負載為40pF ，而且採用純無源的升壓電阻來實現邏輯高電平狀態，這會影響介面的最大工作速率。系統設計人員必須在採用低阻抗端接而導致功耗增加與資料傳輸期間的工作速率之間作出權衡折衷。 而 FSSD06 採用了針對兩種模式最佳化的驅動電路，使系統設計人員完全擺脫這種約束。FSSD06 的輸出也採用同樣的專有驅動電路，無需解釋主機控制器的命令就能實現雙向通訊，因而簡化所需的邏輯並進一步減少總體系統功耗。

如果能將 SD 卡插槽與主機介面隔離（比如在無通訊期間），效果可能會更好。這可用 OEb引腳禁用 FSSD06的兩個埠來實現。根據 SDIO 介面規範，時鐘線上沒有

升壓電阻，如果 SD 卡仍處於上電狀態，卡的時鐘線將處於浮接。不過， FSSD06 透過連線一個微小的升壓電阻到任何未選中的卡埠的時鐘線上，解決了這個問題，防止上電的 SD 卡因浮接了一個 CMOS 輸入而產生振盪，造成額外的功耗。

●內建電壓轉換電路

●無需採用低阻抗升壓電阻，就能在高速模式下驅動大電容性負載

●自動感測通訊方向

●支援所有定義的SD卡模式： 1 位、 4位或SPI

應用發展

在設計需要擴充套件 SDIO 介面的系統時，需要考慮幾個關鍵事項。設計人員面臨的最重要選擇是決定命令（CMD）和資料（DAT）訊號的升壓電阻的最優值。該阻值越小，訊號的完整性越好，這取決於跡線的長度，在高速資料傳輸時尤為突出；但系統功耗會增加。

飛兆半導體開發出高度可配置的評測板，為設計人員提供協助。該板卡可插入各種阻值的升壓電阻。在每個SD 卡埠都能測量不同阻值升壓電阻在每條跡線的電容性負載為 30pF 時的效果，阻值範圍是從 4.7k 到 100k 歐姆。四條資料跡線的每一條都具有相應的不同升壓阻值，而命令線則可選擇五種不同的阻值，每種都有一個自有的跳線。使用這種配置的評測板，開發人員就能評測初始化和資料傳輸模式下時鐘、命令和資料線上的訊號波形（在每條跡線上提供了測試點）。透過監視評測期間的電源電流，就可以選出最優的升壓電阻，既能達到很好的訊號完整性，同時又能最大限度地降低總體系統功耗。

為監視電流及評測不同電壓下的介面訊號，該評測板還提供一些聯結器，對主機埠和每個 SD 卡埠進行獨立供電。使用跳線從聯結器對特定的 SD 卡加電。評測板還配有3個調壓器（ 1.8V、 2.6V 和 3.3V ），便於使用者根據其應用進行電壓安排。

可以在網上或者實體店買一個sd卡改固態硬碟盒來用。上面可以插一張sd卡也可以同時插多張一起用！這個東西是不錯的！也好用。

某寶上可以買到一些SD-IDE卡，與SD卡配合，可以當成硬碟使用。SD-IDE卡安裝方法並不複雜，只要用資料線，將SD-IDE卡與主機板IDE介面連線，插上4PIN電源介面，再放入SD卡。啟動計算機，系統自動檢測到硬碟，用分割槽格式化軟體，將SD硬碟格式化，其他使用方法與普通硬碟相似。