SDIO (Secure Digital Input Output)

📌 SDIO

SDIO (Secure Digital Input Output) — интерфейс расширения стандарта Secure Digital (SD), позволяющий подключать периферийные устройства (например, Wi-Fi модули, GPS, камеры, кардридеры) к хост-контроллеру через стандартный слот SD-карты. SDIO поддерживает как передачу данных, так и управление устройством через унифицированный протокол.

---

🧠 Как работает

Основные характеристики

• Совместимость с SD-картами по физическому разъёму и электрическим сигналам.
• Поддержка 1-, 4-битной и высокоскоростной передачи (до нескольких сотен Мбит/с).
• Протокол команд и ответов схож с SD, но с расширением для управления периферией.
• Устройства SDIO могут поддерживать несколько функций (multi-function devices).
• Хост взаимодействует с устройством через стандартные регистры и блоки данных.

Физический интерфейс

• Линии передачи данных:
  • CMD — линия команд
  • CLK — тактовый сигнал
  • DAT0..DAT3 — линии данных (один или четыре бита)
• Совместимость с SD, возможность работы в режиме SPI (ограниченно).

Логическая схема SDIO

flowchart TB
    Host["Host Controller (MCU/SoC)"]
    CMD["CMD Line"]
    CLK["Clock Line"]
    DAT0["Data Line DAT0"]
    DAT1["Data Line DAT1"]
    DAT2["Data Line DAT2"]
    DAT3["Data Line DAT3"]
    SDIO_Device["SDIO Device (Wi-Fi, GPS, Camera)"]

    Host -->|CLK| SDIO_Device
    Host -->|CMD| SDIO_Device
    Host <-->|DAT0..3| SDIO_Device

	style SDIO_Device stroke:#fff,stroke-width:5px,font-weight:bold

---

⚙️ Где применяется

• Расширение возможностей мобильных устройств и встраиваемых систем.

• Подключение Wi-Fi, Bluetooth, GPS, камер и других периферийных модулей.

• Кардридеры с поддержкой SD и SDIO.

• Встроенные системы, IoT-устройства с компактным интерфейсом.

• Устройства с ограниченным количеством пинов и требованием универсальности.

---

✅ Преимущества

• Стандартизованный физический и протокольный интерфейс.

• Возможность подключения многофункциональных периферийных устройств.

• Высокая скорость передачи данных.

• Совместимость с существующими слотами SD.

• Поддержка управления устройством и передачи данных по одной шине.

---

❌ Недостатки

• Более сложный протокол, чем у обычных SD-карт.

• Требования к программной поддержке со стороны драйверов.

• Ограничения по длине линии и помехоустойчивости.

• Не все устройства и контроллеры поддерживают SDIO.

• В некоторых случаях ограничена максимальная пропускная способность.

---

🔗 Связанные технологии

SD Card, SPI, MMC, I2C, MCU, SoC, Wi-Fi Module, GPS, Camera Interface, Host Controller, Memory Card

---

Резюме

SDIO — расширение стандарта SD, позволяющее подключать разнообразные периферийные устройства через универсальный разъём и протокол. Используется в мобильных и встраиваемых системах для добавления функций без изменения аппаратной платформы. Обеспечивает баланс между скоростью, универсальностью и компактностью интерфейса.

---

Примеры кода

Linux: просмотр SDIO устройств

ls /sys/bus/sdio/devices/
dmesg | grep sdio

C (Linux kernel): регистрация SDIO драйвера

#include <linux/mmc/sdio_func.h>
 
static int my_sdio_probe(struct sdio_func *func, const struct sdio_device_id *id) {
    // Инициализация устройства
    return 0;
}
 
static void my_sdio_remove(struct sdio_func *func) {
    // Очистка
}
 
static const struct sdio_device_id my_sdio_ids[] = {
    { SDIO_DEVICE(0x1234, 0x5678) }, // Vendor, Device ID
    { /* end: all zeroes */ },
};
 
static struct sdio_driver my_sdio_driver = {
    .name = "my_sdio_driver",
    .id_table = my_sdio_ids,
    .probe = my_sdio_probe,
    .remove = my_sdio_remove,
};
 
module_sdio_driver(my_sdio_driver);

---

Источники:
SD Association Specifications, osdev.org, Linux kernel docs, Wikipedia, embedded.com, device manufacturer app notes.