Điện tử công suất Mạch Nguồn Xung 12V400W 17 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ 1 BÁO CÁO ĐỀ TÀI “Tìm hiểu về chuẩn giao tiếp SDSDIO” Môn học Thiết kế ngoại vi và kỹ thuật ghép nối Giảng viên Trần Thúy Hà Nhóm môn học 02 Nhóm bài tập lớn 06 Sinh viên thực hiện Hoàng Đăng Phương B18DCDT188 Phạm Đình Hưng B18DCDT103 Trần Đăng Hải B18DCDT064 Nguyễn Khắc Đông B18DCDT052 Nguyễn Du B18DCDT028 HÀ NỘI, 02 2022 ⁃⁃⁃⁃‹‹‹﴾֍﴿›››⁃⁃⁃⁃ LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, khái niệm kỹ thuật đã t.
Trang 1HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ 1
BÁO CÁO ĐỀ TÀI:
“Tìm hiểu về chuẩn giao tiếp SD/SDIO”
Môn học : Thiết kế ngoại vi và kỹ thuật ghép nối
Nhóm bài tập lớn : 06
Sinh viên thực hiện : Hoàng Đăng Phương B18DCDT188
Nguyễn Khắc Đông B18DCDT052
HÀ NỘI, 02 / 2022 - ⁃⁃⁃⁃ ﴾֍﴿›››⁃⁃⁃⁃ - ‹‹‹
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khái niệm kỹ thuật đã trở nên quen thuộc với nhiều người bởi sự
phát triển của ngành này rất lớn với sự phát triển của kinh tế toàn cầu Để đáp ứng nhu
cầu cấp thiết của cuộc sống và hội nhập tiến độ phát triển trên thế giới, đòi hỏi các
ngành kỹ thuật hiên nay ngày càng phải nâng cao và phát triển về chất lượng và khả
năng ứng dụng rộng rãi Trong đó ngành “Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử” đóng
vai trò rất quan trọng trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày cũng như trong sản xuất
trên khắp thế giới
Với nền công nghiệp 4.0 bây giờ các thiết bị điện tử đóng vai trò rất quan trọng,
ngày càng trở nên hiện đại và chất lượng rất tốt Đặc biệt với các ngành công nghiệp,
công suất không thể thiếu để vận hành máy móc hoạt động Vì thế môn học Thiết kế
ngoại vi và kỹ thuật ghép nối được đưa vào giảng dạy có thể giúp cho chúng em tiếp
thu thêm nhiều kiến thức về các giao thức
Cùng với những kiến thức đã được học trên lớp và kinh nhiệm đã có chúng em
đã bắt tay vào làm bài tập lớn của cô giao cho
Trong quá trình thực hiện, nhóm chúng em đã rất cố gắng để hoàn thành tốt,
nhưng do vốn kiến thức vẫn còn hạn hẹp và kỹ năng vẫn chưa có được nhiều nên
không tránh khỏi những sai sót Chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến, phê bình và
hướng dẫn thêm của cô và các bạn trong lớp để giúp chúng em hoàn thiện hơn
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Trần Thúy Hà đã giảng dạy
môn Thiết kế ngoại vi và kỹ thuật ghép nối và truyền đạt kiến thức cho chúng em để
có thể hoàn thành tốt những bài tập này
Trang 3THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
đồng bộ
minh
Audio Encoding
Mã hóa âm thanh nâng cao hiệu quả cao
động
Video Coding)
Mã hóa video cấp cao
Broadcasting-Terestrial Dịch vụ tích hợp phát thanh truyền hình kỹ thuật số mặt đất
Trang 4MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 2
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3
1 Khái niệm 5
1.1 SD 5
1.2 SDIO 5
1.3 Điểm khác biệt giữa SD và SDIO 6
2 Ứng dụng 7
3 Ví dụ về ứng dụng 7
3.1 SD 7
3.2 SDIO 9
3 Cách thức hoạt động, tổ chức 10
3.2 SD 10
4.2 SDIO 11
4 Ưu điểm 11
5 Nhược điểm 12
6 Tính phù hợp cho ứng dụng 12
6.2 SD – Audio 12
6.3 SD-Video (Tùy chọn CPRM) 12
6.4 SD-Binding (CPRM Bắt buộc) 12
6.5 Phân phối SD riêng biệt (Bắt buộc CPRM) 13
6.6 Sách điện tử SD-SD (Bắt buộc CPRM) 13
7 Khuyến nghị 14
7.1 Đối với nhiếp ảnh: 14
7.2 Thiết bị không người lái 14
LỜI CẢM ƠN 15
Trang 51 Khái niệm
điện để duy trì dữ liệu), nó được sử dụng trong các thiết bị cầm tay hoặc có thể
được sử dụng trực tiếp trong các khe cắm thẻ nhớ Compact Flash hay PC với
đầu chuyển đổi
dày hơn một chút so với thẻ MMC
miniSD và microSD
Hình 1: Các loại thẻ nhớ
SDXC/MicroSDXC
o SDSC(Original Standard-Capacity) : chuẩn dung lượng ban đầu
o SDHC(High-Capacity) : dung lượng cao
o SDXC(Extended-Capacity) : dung lượng mở rộng
o SDUC(Ultra-Capacity) và SDIO : bao gồm tính năng vào ra cho việc lưu
trữ dữ liệu
bằng các chức năng I/O dữ liệu tốc độ cao riêng biệt hoặc khả năng của bộ nhớ
có trong thẻ
Ngoài khả năng kết nối với thẻ SD nó cũng có thể được kết nối với các thiết bị
hỗ trợ giao diện SDIO
nơi giữ lại giao thức đọc và ghi của thẻ SD):
Trang 6o Giao thức SDIO bổ sung các lệnh CMD52 và CMD53 và giao thức của
thẻ SD
o Giao thức SDIO là giao thức có 1 bus được sử dụng rộng rãi để giao tiếp
giữa các thiết bị và máy chủ
o Thời điểm ban đầu bus của giao thức SDIO được sử dụng hoạt động ở
50MHz còn hiện nay thì ở mức 200MHz
o SDIO chỉ cần SPI và chế độ truyền 1-bit SD
o Giao diện Bus SDIO
Hình 2: Giao diện Bus SDIO
1.3 Điểm khác biệt giữa SD và SDIO
Input và Output của 1 hệ thống xử lý thông tin) còn với thẻ SD chỉ để lưu trữ
(bộ nhớ), phía thẻ SDIO có thể ngắt bộ xử lý máy chủ trong khi SD không làm
gián đoạn phía máy chủ, máy chủ phải đọc hoặc ghi vào thẻ SD
sung các tiêu chuẩn tốc độ thấp Ứng dụng mục tiêu của thẻ tốc độ thấp bắt đầu
với phần cứng nhỏ nhất để hỗ trợ khả năng I/O tốc độ thấp Thẻ tốc độ thấp hỗ
trợ các ứng dụng như modem, máy quét mã vạch và máy thu GPS Thẻ tốc độ
cao hỗ trợ thẻ mạng, thẻ TV và thẻ "kết hợp", v.v
hoạt động 4 bit là yêu cầu bắt buộc đối với bộ nhớ trong và phần SDIO của thẻ
Trong các thiết bị SDIO không kết hợp, tốc độ tối đa chỉ được đạt 25M còn với
thẻ kết hợp giống với thẻ SD, cao hơn 25M
Có 2 loại thẻ kết hợp:
o ASSD
o iSDIO
Trang 7Hình 3: Các loại thẻ SD và sự khác biệt với SDIO
2 Ứng dụng
chuyên, máy chuyên và máy quay kỹ thuật số
động (điện thoại thông thường, smartphone, tablet), camera hành trình và 1 số
thiết bị chuyên dụng khác
modem, bộ điều hợp mạng LAN, đầu đọc mã vạch, đài FM, bộ thu TV, đầu đọc
xác thực tần số radio, Hoặc máy ảnh kỹ thuật số và các thiết bị khác sử dụng
SD các giao diện tiêu chuẩn
3 Ví dụ về ứng dụng
Hình 4: Thẻ SD trong máy ảnh dung lượng 8GB
Trang 8Hình 5: Thẻ SD trong máy ảnh dung lượng 128GB
Hình 6: Thẻ MicroSD cho điện thoại dung lượng 128GB
Trang 9Hình 7: Thẻ MicroSD cho điện thoại dung lượng 16GB
3.2 SDIO
Hình 8: Bộ điều hợp wifi
Trang 10Hình 9: Bộ điều hợp mạng LAN
4 Cách thức hoạt động, tổ chức
Bên trong SD có ô nhớ để lưu các giá trị 0 và 1 Các ô nhớ này là các bóng bán
dẫn transistor (bóng bán dẫn Transistor là một công tắc điện tử, nghĩa là nó
dùng chính dòng điện để bật tắt, cho phép dòng điện đi qua hoặc không đi
qua) Vì vậy, dòng điện đi qua được quy ước kí tự 1 trong mã nhị phân, và dòng
điện bị chặn sẽ được quy ước ký tự 0 trong mã nhị phân Đối với SD người ta sẽ
nhốt electron lại, để khi rút thẻ nhớ ra khỏi nguồn điện electron vẫn không chạy
mất được Nhờ đó nó vẫn quyết định trạng thái của bóng bán dẫn Transistor là
có cho dòng điện chạy qua hay không Điều đó có nghĩa là nó sẽ lưu lại được
thông tin
Hình 10: Cấu tạo bóng bán dẫn
Trang 11trên), ở 2 bên của bán dẫn P sẽ là 2 điện cực được ký hiệu là A và B được nối
với 2 bán dẫn loại N Trên bán dẫn P có một lớp Oxit cách điện, trên lớp Oxit là
một lớp kim loại (người ta gọi là cổng trôi và là bức ngăn để nhốt Electron),
trên cổng trôi lại là một lớp oxit cách điện, và trên cùng nó sẽ là một lớp kim
loại nữa (hay còn gọi là cổng điều khiển, chính cổng điều khiển này sẽ điều
khiển việc nhốt electron)
Khi có nhu cầu đọc dữ liệu, người ta sẽ nối 2 đầu A và B của bóng bán dẫn với
một dòng điện, và nối thêm một điện cực dương vào cổng điều khiển D
C và nhốt chúng ở đó là như thế nào rồi, và cái bóng bán dẫn bây giờ mang giá
trị là 0 Ngược lại, muốn đổi nó sang giá trị là 1 thì chỉ cần đặt một điện cực âm
mạnh vào D, nó sẽ đẩy hết các electron từ cổng C ra ngoài
nó ra, tương ứng với giá trị 0 hoặc 1 Việc nhốt được electron là do hiện tượng
"xuyên hầm", có điện thì tạo ra lực hút tác động đẩy electron chui qua, nhưng
ngắt điện thì electron không chui qua được Các nhà sản xuất cho biết, cổng trôi
có thể nhốt được electron trong khoảng 15 năm, nếu dùng công nghệ và vật liệu
chất lượng cao thì có thể lên tới 100 năm Nghĩa là chiếc thẻ nhớ SD có độ bền
lên đến 15 năm hoặc lâu hơn tuỳ thuộc vào vật liệu sản xuất
4.2 SDIO
SDIO Command Set : Theory of Operations (Bộ lệnh SDIO : Lý thuyết hoạt động).
o CMD52 được xác định bởi 6 bit lệnh này được đặt ở vị trí có địa chỉ
000101b
o Các giá trị cực đại và cực tiểu được của VDD được cài đặt ở thanh ghi
OCR I/O là 1 thanh ghi 24 bit trong CMD5
o S18R là bit chuyển sang 1.8V
o CMD52 : IO_RW_DIRECT : truy cập I/O nhanh hơn
bằng các câu lệnh trong vùng I/O
o Reset I/O
o Hủy bỏ chuyển giao khối
o Cài đặt độ dài khối trong hàm thanh ghi cơ bản
Trang 12o Cài đặt độ rộng của Bus
hoặc Block
o Cho các tùy chọn đọc hoặc ghi nhiều thanh ghi I/O với 1 câu lệnh
o Đọc và ghi một hoặc nhiều khối không giống như SD phải sử dụng nhiều
câu lệnh hơn
5 Ưu điểm
5.1 SD
Thẻ SD tiêu thụ lượng điện năng rất ít
Thẻ SD sử dụng bộ nhớ không thay đổi, có thể giữ dữ liệu ổn định trên thẻ Nói
cách khác, dữ liệu trên thẻ SD không bị ảnh hưởng bởi sự cố mất điện
Thẻ nhớ này không đòi hỏi thiết bị đang dùng phải có kết nối internet ổn định
mới truy cập được dữ liệu đã lưu
vấn đề về rò rỉ thông tin, hình ảnh, video, clip đã lưu trữ lên internet sẽ hạn
chế hơn
Có thể dễ dàng sử dụng thẻ để tải tài liệu về lưu trữ, xóa các dữ liệu không cần
thiết đã lưu hoặc là sao chép dữ liệu qua đầu đọc thẻ
5.2 SDIO
SPI thì chỉ có 1 bit data nên tốc độ rất chậm SDIO có hỗ trợ 3 mode giao tiếp là
1, 4, 8 bit data nên tốc độ nhanh hơn rất nhiều
o Có tới 7 chức năng I / O cộng với một bộ nhớ được hỗ trợ trên một thẻ
o Hỗ trợ hầu hết các lệnh bộ nhớ của thẻ SD, ngoài ra bổ sung các lệnh
CMD52 và CMD53 vào giao thức thẻ SD
Nó được phát triển trên cơ sở giao diện thẻ SD Nó có thể tương thích với các
thẻ SD trước đây và kết nối các thiết bị giao diện SDIO, chẳng hạn như
Bluetooth, WiFi, máy ảnh, v.v
modem, máy quét mã vạch và máy thu GPS
6 Nhược điểm
6.1 SD
vẫn còn thiếu ở khía cạnh tốc độ
tin có thể được viết và xóa bị giới hạn (khoảng 100.000 lần) Điều này có nghĩa
là tuổi thọ của thẻ sẽ giảm dần khi sử dụng
Khả năng tương thích chưa được cao giữa các loại thẻ với các thiết bị Có thể sẽ
phải định dạng (format) lại thẻ khi chuyển sang thiết bị khác và khi đó thì các
dữ liệu trong thẻ sẽ bị mất
Trang 13trữ tốt hơn do hiệu suất ghi tuần tự và đọc tuần tự tốt hơn
6.2 SDIO
thể không được hỗ trợ
rất ít
7 Tính phù hợp cho ứng dụng
7.1 SD – Audio
Cung cấp codec và định dạng tệp cần thiết để truyền, lưu trữ hoặc tải xuống tệp
âm thanh trên điện thoại di động và các thiết bị khác
tiêu chuẩn SD Người dùng cần sử dụng thẻ nhớ SD tuân thủ CPRM
rộng rãi
Hình 11: Quá trình truyền tải dữ liệu vào thẻ SD
7.2 SD-Video (tùy chọn CPRM)
Tiêu chuẩn làm cho Video di động hơn
dùng xem video trên vô số thiết bị điện tử tiêu dùng được xây dựng theo tiêu
chuẩn SD Không giống như SD-Audio, việc sử dụng CPRM là tùy chọn
Người dùng thậm chí có thể ghi lại các chương trình phát sóng kỹ thuật số vào
điện thoại di động và các thiết bị khác của họ Người dùng cần sử dụng thẻ nhớ
SD tuân thủ CPRM để ghi chương trình phát sóng và quay video thương mại
VC-1
Trang 14Hình 12: SD-Video (ISDB-T với CPRM)
Ghi nội dung phát sóng
lại chất lượng hình ảnh được chuyển đổi thành chất lượng độ nét tiêu chuẩn
hoặc thấp hơn trong thẻ nhớ SD với CPRM và trong trường hợp ghi chương
trình phát sóng một đoạn, nó có thể được lưu bằng chất lượng hình ảnh như nó
7.3 SD-Binding (CPRM bắt buộc)
SD-Binding ràng buộc việc tải xuống nội dung kỹ thuật số trực tiếp và độc
quyền với thiết bị của nhà cung cấp dịch vụ được ủy quyền hoặc các thiết bị cho
một dịch vụ cụ thể Chỉ các thiết bị được phép mới có thể phát lại nội dung để
ngăn sao chép và phân phối trái phép Người dùng cần sử dụng thẻ nhớ SD tuân
thủ CPRM để sử dụng SD-Binding
7.4 Phân phối SD riêng biệt (bắt buộc CPRM)
nhiều loại nội dung đồng thời bảo vệ bản quyền Trong SD-SD, khóa nội dung
và dữ liệu nội dung có thể được xử lý riêng biệt SD-SD hỗ trợ các sơ đồ phân
phối
Ghi dữ liệu tại thiết bị đầu cuối kiosk
các phím được lưu trong thẻ nhớ SD Người dùng chỉ có thể phát lại dữ liệu nội
dung trong thiết bị khi thẻ nhớ SD được lắp vào thiết bị Người dùng cần sử
dụng thẻ nhớ SD tuân thủ CPRM để lưu thông tin quan trọng
năng tương thích với Ứng dụng SD tương ứng, chẳng hạn như giữa Âm thanh
SD-SD và Âm thanh SD Nội dung Âm thanh SD-SD có thể được xuất dưới
dạng nội dung ở định dạng SD-Audio
Trang 15Hình 13: Quản lý nội dung truyền từ thẻ SD
7.5 Sách điện tử SD-SD (bắt buộc CPRM)
Ứng dụng sách điện tử có giá trị trên thẻ nhớ SD
o Ứng dụng sách điện tử làm tăng giá trị của điện thoại di động, máy tính
bảng và các thiết bị hiển thị khác có khe cắm SD Các nhà xuất bản cũng
như độc giả sẽ được hưởng lợi từ những cuốn sách đầy đủ màu sắc, có
nhiều minh họa như tiểu thuyết đồ họa Hơn nữa, SD-Separate Delivery
cung cấp các mô hình phân phối nội dung sách điện tử linh hoạt bao gồm
thẻ nhớ SD được tải sẵn và tải xuống khóa
o Người dùng cần sử dụng thẻ nhớ SD tuân thủ CPRM để sử dụng Sách
điện tử SD-SD
Các định dạng được hỗ trợ
o Cấu hình sách điện tử SD-SD bao gồm các định dạng sách điện tử chính
như EPUB, XPS, XMDF và dotbook Vì cấu hình Sách điện tử SD-SD
không chỉ hỗ trợ sách chỉ có văn bản có thể đọc được mà còn cả sách đa
phương tiện, người đọc có thể thưởng thức câu chuyện phong phú với
hiệu ứng âm thanh sống động và các luồng video trực tiếp Hình ảnh, văn
bản thuần túy, âm thanh, âm thanh và video có thể được lưu trữ trong hồ
sơ dưới dạng các thành phần
Trang 16Hình 15: Thẻ SD được tải trực tiếp
8 Khuyến nghị với ứng dụng
8.1 Đối với nhiếp ảnh
Một số người dùng thích sử dụng một vài chiếc thẻ có kích thước nhỏ, thay vì
chỉ một chiếc thẻ có kích thước lớn để tránh nguy cơ mất toàn bộ ảnh nếu thẻ bị
hỏng Nếu bạn chụp ở định dạng RAW, khi đó các tệp có thể có kích thước từ
50 MB trở lên, thì việc sử dụng tốc độ U1 hoặc U3 có thể mang lại lợi thế cho
bạn
nghĩa là bạn có thể chụp liên tiếp nhiều hình ảnh bằng cách nhấn giữ nút chụp
Ban đầu, tất cả các hình ảnh này sẽ được lưu tạm thời tại bộ nhớ trong của máy
ảnh, gọi là bộ nhớ đệm Sau đó, máy ảnh sẽ ghi dữ liệu từ các ảnh được lưu trên
bộ nhớ đệm vào thẻ nhớ Máy ảnh cần truyền dữ liệu này nhanh chóng và hiệu
quả, đặc biệt là khi chụp ở chế độ chụp hình liên tục Đó là lý do tại sao một
chiếc thẻ nhớ tốc độ cao có vai trò quan trọng để đạt hiệu suất tối ưu Thẻ cần
có tốc độ ghi nhanh để tránh tình trạng bộ nhớ đệm bị tắc và nghẽn đường
truyền dữ liệu
độ được khuyến nghị
8.2 Thiết bị không người lái
Thiết bị bay không người lái thường sử dụng thẻ microSD để lưu trữ tất cả các
cảnh quay Bạn sẽ muốn sở hữu một vài thẻ nhớ microSD dung lượng lớn có
khả năng xử lý thông lượng nhanh chóng cho các độ phân giải như video 4K
Hãy hỏi nhà cung cấp thiết bị của bạn để biết đâu là dung lượng và cấp tốc độ
được khuyến nghị cho thiết bị bay không người lái của bạn Tùy từng thiết bị
bay không người lái có yêu cầu khác nhau và tùy theo nhà sản xuất và thương
hiệu
độ phân giải 4K với tốc độ ghi tối đa là 120 Mb/s hay 15 MB/s Bạn có
Trang 17thể muốn sở hữu một chiếc thẻ có dung lượng 32 GB, 64 GB, 128 GB
hay 256 GB với cấp tốc độ là U3 hoặc V30
người lái của mình để giảm nguy cơ mất cảnh quay do thẻ nhớ có thể bị hao
mòn theo thời gian Bạn sẽ không bao giờ biết được chuyện gì có thể xảy ra
trong khi tác nghiệp tại hiện trường và việc lưu tất cả cảnh quay trên một chiếc
thẻ khiến bạn có nguy cơ mất toàn bộ cảnh quay cùng một lúc
Trang 18LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông khi
đã đưa môn Thiết kế ngoại vi và kỹ thuật ghép nối vào trong chương trình giảng dạy
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến giảng viên bộ môn Trần Thúy Hà đã dạy
dỗ, rèn luyện và truyền đạt những kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt kỳ học
vừa qua Trong lớp học của cô, chúng em đã được tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ
ích, học tập được tinh thần làm việc nghiêm túc, hiệu quả Đây thực sự là những điều
rất cần thiết cho quá trình học tập và công tác sau này của cả nhóm
Thời lượng môn học không nhiều, mặc dù đã có cố gắng nhưng những hiểu biết
và kỹ năng về môn học này của chúng em còn hạn chế Do đó bài báo cáo của chúng
em có thể còn có những thiếu sót và những chỗ chưa chính xác, kính mong giảng viên
bộ môn xem xét và góp ý giúp bài báo cáo của nhóm em được hoàn thiện hơn
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 24 tháng 02 năm 2022
Sinh viên thực hiện Hoàng Đăng Phương Phạm Đình Hưng Trần Đăng Hải Nguyễn Khắc Đông Nguyễn Du