[实用新型]基于SPI模式的SD卡驱动器

说明书

本实用新型涉及一种基于SPI模式的SD卡驱动器。包括SD卡控制器模块、Fifo缓存模块、FAT32文件系统模块，所述SD卡控制器模块通过SPI总线与SD卡连接，SD卡控制器模块还通过Wishbone总线与FAT32文件系统模块连接，FAT32文件系统模块还与所述Fifo缓存模块连接。本实用新型具有数据传输速度可调节、硬件资源消耗小和可热插拔的优点，输入输出数据经过同步Fifo缓存，使得本SD卡驱动器可以兼容不同数据吞吐速率的音视频等数据处理器，采用模块化功能划分，提高了设计的可移植性和可维护性，挂载FAT32文件系统可以实现在装有Windows 操作系统的上位机中对待处理数据文件的修改和拷贝。

技术领域

本实用新型涉及一种基于SPI模式的SD卡驱动器。

背景技术

目前，SD卡驱动器实现方法主要有用SOPC架构，依靠封装在FPGA器件中的嵌入式软核处理器（例如Altera的FPGA器件中Nios II处理器）实现SD卡驱动器，但无法直接应用在VLSI设计中。

采用C语言开发SD卡驱动器由于得到众多嵌入式芯片厂商的技术支持所以应用起来非常简单方便，主要用于嵌入式系统中，在目前的ARM系列处理器中都有很广泛的应用，甚至在FPGA的嵌入式软核Nios II也使用较多，但是其技术实现通常是黑盒，无法根据实际需求移植和修改以应用在VLSI设计中，同时速度也受到了处理器性能的限制不易调节，而且需要购买相应的嵌入式处理器和配套的调试软件导致外围电路复杂且成本较高。

4位SD总线通讯模式相对于SPI通讯模式的SD卡驱动器数据传输速率高，但是传输协议复杂，用硬件描述语言实现时逻辑资源消耗大。基于SPI模式的SD卡驱动器采用模块化功能划分优化系统架构，使得SPI模式的SD卡驱动器性能大幅度提高的同时减小逻辑资源消耗，能够满足使SD卡作为数据存储器直接应用于音频、视频、图像处理等VLSI设计中，发挥SD卡体型小、数据存储量大、数据传输速率快等优秀特点，为高性能数字IC设计和验证领域中急需的更贴近设计应用环境、可直观演示、高传输速率、易刷新等实验数据存储需求提供新的解决方案。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于SPI模式的SD卡驱动器，该SD卡驱动器数据传输速度可调节、硬件资源消耗小和可热插拔的优点，输入输出数据经过同步Fifo缓存，使得本SD卡驱动器可以兼容不同数据吞吐速率的音视频等数据处理器，采用模块化功能划分，提高了设计的可移植性和可维护性，挂载FAT32文件系统可以实现在装有Windows 操作系统的上位机中对待处理数据文件的修改和拷贝。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于SPI模式的SD卡驱动器，包括SD卡控制器模块、Fifo缓存模块、FAT32文件系统模块，所述SD卡控制器模块通过SPI总线与SD卡连接，SD卡控制器模块还通过Wishbone总线与FAT32文件系统模块连接，FAT32文件系统模块还与所述Fifo缓存模块连接。

在本实用新型一实施例中，所述SD卡控制器模块包括Wishbone总线从机、SPI主机控制器、SD初始化控制器、命令发送响应控制器、读写数据控制器、数据传输控制器、读写数据缓存器、SPI主机接口，Wishbone总线从机与SPI主机控制器、读写数据缓存器连接，SPI主机控制器还与读写数据控制器、SD初始化控制器、数据传输控制器连接，SD初始化控制器经命令发送响应控制器与读写数据控制器连接，数据传输控制器经SPI主机接口与读写数据缓存器连接，SPI主机接口还与SD卡连接。

在本实用新型一实施例中，所述Wishbone总线从机包括Wishbone从机控制器、Wishbone从机接口，Wishbone从机控制器与SPI主机控制器连接，Wishbone从机接口与读写数据缓存器连接，Wishbone从机控制器、Wishbone从机接口经Wishbone总线主机与FAT32文件系统模块连接。