SDIO（Secure Digital Input Output,安全数字输入输出）
SDIO（Secure Digital Input Output,安全数字输入输出）
核心定义
SDIO （Secure Digital Input Output）是一种基于SD存储卡标准的扩展技术。简单来说，它允许SD卡的插槽不仅仅用于存储，还可以连接各种其他类型的设备。
你可以把它理解为：
- SD卡槽 = 电脑的USB接口
- SD卡 = U盘
- SDIO设备 = 通过USB接口连接的鼠标、键盘、网卡、摄像头等
所以，SDIO就是让SD卡接口从一个“存储专用接口”变成了一个“通用输入输出接口”。
技术背景与发展
SDIO标准是由SD协会 在原有的SD存储卡规范基础上制定的。其初衷是为了利用当时已经非常普及的SD卡插槽，为移动设备（如早期的PDA、智能手机、数码相机等）提供一种低成本、小型化、可扩展的硬件接口方案。
- 物理兼容性：SDIO卡和SD存储卡在物理尺寸、接口引脚上是完全兼容的。这意味着一个SDIO插槽可以插入SD存储卡，也可以插入SDIO设备卡。
- 电气与协议差异：虽然物理兼容，但SDIO卡在通信协议和电气信号上进行了扩展，以支持更复杂的I/O操作，而不仅仅是读写数据块。
SDIO的两种主要形式
-
全尺寸SDIO卡
- 这是一种独立的硬件设备，外观和SD卡一模一样，但内部不是闪存芯片，而是其他功能的芯片和电路。
- 常见例子：
- SDIO WiFi卡：为设备增加无线网络功能。
- SDIO 蓝牙卡：增加蓝牙连接。
- SDIO GPS接收器：提供GPS定位功能。
- SDIO 摄像头：作为可拆卸的摄像头模块。
- SDIO 调制解调器：用于移动数据连接。
- SDIO RFID/NFC读卡器：用于读取标签或进行近场通信。
-
SDIO接口集成在设备内部（更常见）
- 在现代嵌入式系统和物联网设备中，SDIO接口更常见的形式是芯片与芯片之间的连接总线。
- 主控芯片（如手机的应用处理器、嵌入式设备的SoC）通过SDIO总线直接连接一个功能模块的芯片。
- 最典型的例子：
- 手机/平板中的WiFi+蓝牙Combo芯片：绝大多数智能手机和平板电脑内部的WiFi和蓝牙模块，都是通过SDIO总线与主处理器连接的。你手机里的WiFi功能，很可能就是通过一个“看不见的”内部SDIO接口实现的。
SDIO的主要特点
- 高带宽：相比SPI、UART等串行总线，SDIO的带宽要高得多，尤其适合需要高速数据传输的设备，如WiFi、高速读卡器等。
- 即插即用：支持热插拔和卡识别，系统可以检测插入的是存储卡还是I/O设备，并加载相应的驱动程序。
- 低功耗：支持休眠、待机等低功耗模式，非常适合电池供电的移动设备。
- 标准化的架构：为操作系统提供了标准的驱动模型（例如，在Linux中有成熟的SDIO驱动框架），简化了开发。
SDIO与SD存储卡的关键区别
| 特性 | SD存储卡 | SDIO设备 |
|---|---|---|
| 主要功能 | 数据存储 | 功能扩展（网络、定位、通信等） |
| 通信内容 | 读写数据块（Block） | 读写数据块 + 寄存器操作（I/O控制） |
| 内部结构 | 闪存控制器 + NAND闪存 | 特定功能控制器（如WiFi芯片）+ 相关电路 |
| 驱动程序 | 通用块设备驱动 | 专用的功能驱动（如WiFi驱动、GPS驱动） |
总结
总而言之，SDIO是一项非常重要的嵌入式接口技术。它成功地将普及的SD卡接口“升级”为一个通用的扩展总线。
- 在早期，它以可插拔的SDIO卡形式出现，极大地丰富了PDA等移动设备的功能。
- 在今天，它以内置芯片间连接的形式，成为手机、平板、路由器、物联网设备中连接WiFi、蓝牙、GPS等高速外设模块的“幕后英雄”。
因此，当你使用手机的WiFi时，你很可能已经在不知不觉中使用着SDIO技术。