浅谈SD/MMC卡的SD模式和SPI模式

最初接触SD/MMC卡时，Hanny一直觉得很奇怪，为什么SD/MMC卡要提供两种模式进行访问呢？比较完这两种模式的区别，分析其运用场合，就会明白答案了。

SD卡主要工作于4BIT SD模式下（MMC可能工作在8BIT SD模式下）。其读写最高时钟可达50MHz，因此，市面上的卡的读取速度能到达20MB/s以上，已经算极限了。SD模式也是SD卡的主要工作模式。

而SPI模式只有1BIT的带宽，而且时钟最高只能到25MHz，因此读取速度通常低于3MB/s。但是SPI模式对硬件要求较低，一般广泛用于MP3等对读卡速度要求不高的低端场合。

Hanny当时还有一个疑问：SD模式不是也同样支持1BIT模式吗？为什么不直接用SD的1BIT模式呢？

后来才明白：1、SPI总线是一个通用总线，大部份芯片都用硬件模块；2、SPI模式支持不带CRC校验的传输方式，可以降低硬件要求；3、SD的CMD线与DATA线之间有可能同时产生数据，对没有SD硬件模块的主机支持起来难度较高。

SD（Secure Digital）与 MMC（Multimedia Card）
SD 是一种 flash memory card 的标准，也就是一般常见的 SD 记忆卡，而 MMC 则是较早的一种记忆卡标准，目前已经被 SD 标准所取代。在维基百科上有相当详细的 SD/MMC 规格说明：[
http://zh.wikipedia.org/wiki/Secure_Digital
]。
SDIO（Secure Digital I/O）
SDIO 是目前我们比较关心的技术，SDIO 故名思义，就是 SD 的 I/O 接口（interface）的意思，不过这样解释可能还有点抽像。更具体的说明，SD 本来是记忆卡的标准，但是现在也可以把 SD 拿来插上一些外围接口使用，这样的技术便是 SDIO。
所以 SDIO 本身是一种相当单纯的技术，透过 SD 的 I/O 接脚来连接外部外围，并且透过 SD 上的 I/O 数据接位与这些外围传输数据，而且 SD 协会会员也推出很完整的 SDIO stack 驱动程序，使得 SDIO 外围（我们称为 SDIO 卡）的开发与应用变得相当热门。
现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能（SD 标准原本就是针对 mobile device 而制定），而且许多 SDIO 外围也都被开发出来，让手机外接外围更加容易，并且开发上更有弹性（不需要内建外围）。目前常见的 SDIO 外围（SDIO 卡）有：
Wi-Fi card（无线网络卡）
CMOS sensor card（照相模块）
GPS card
GSM/GPRS modem card
Bluetooth card
Radio/TV card（很好玩）

SDIO 的应用将是未来嵌入式系统最重要的接口技术之一，并且也会取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。
SD/SDIO 的传输模式
SD 传输模式有以下 3 种：
SPI mode（required）
1-bit mode
4-bit mode

SDIO 同样也支持以上 3 种传输模式。依据 SD 标准，所有的 SD（记忆卡）与 SDIO（外围）都必须支持 SPI mode，因此 SPI mode 是「required」。此外，早期的 MMC 卡（使用 SPI 传输）也能接到 SD 插糟（SD slot），并且使用 SPI mode 或 1-bit mode 来读取。
SD 的 MMC Mode
SD 也能读取 MMC 内存，虽然 MMC 标准上提到，MMC 内存不见得要支持 SPI mode（但是一定要支持 1-bit mode），但是市面上能看到的 MMC 卡其实都有支持 SPI mode。因此，我们可以把 SD 设定成 SPI mode 的传输方式来读取 MMC 记忆卡。
SD 的 MMC Mode 就是用来读取 MMC 卡的一种传输模式。不过，SD 的 MMC Mode 虽然也是使用 SPI mode，但其物理特性仍是有差异的：
MMC 的 SPI mode 最大传输速率为 20 Mbit/s；
SD 的 SPI mode 最大传输速率为 25 Mbit/s。

为避免混淆，有时也用 SPI/MMC mode 与 SPI/SD mode 的写法来做清楚区别。