一，简要

  SDIO协议是由SD协议演化而来，它主要是对SD协议进行了一些扩展，SDIO的英文全称是Secure Digital Input and Output，即安全数字输入输出接口。SDIO总线主要是为SDIO卡提供一个高速的I/O能力，并伴随着较低的功耗。SDIO总线不但支持SDIO卡，而且还兼容SD内存卡。支持SDIO的设备比如手机和相机不仅能支持SD卡，TF卡，随着SDIO硬件设备的扩充SDIO总线的外围能够支持更多的SDIO设备比如bluetooth，wifi，GPS，camera sensor等，它们的识别过程跟SD卡类似，主要差别是在SD协议的基础上做了些扩展。

二，SDIO总线物理电气特性

 1，card电压的供电范围

  SDIO Card的电源电压在2.7V到3.6V

 2，信号pin脚定义

 图中SDIO控制器有两组SDIO总线，可以挂两张SDIO card。
 SDIO总线pin脚：
  1，CLK信号：HOST给DEVICE的时钟信号线
  2，CMD信号：用于HOST发送命令和DEVICE回复命令
  3，DAT0-DAT3：用于传送的数据线（DAT1复用作中断和数据传输）
  4，VDD信号：电源信号
  5，VSS1,VSS2：电源地信号
 在SDIO总线协议中定义，1Bit模式用DAT0来传输数据，DAT1用作中断，在4BIT模式下DAT0-DAT3用来传输数据，DAT1复用做中断线。
 以SD卡和TF卡为例，查看它们的pin脚定义

 SD存储卡( Secure Digital Memory Card)，TF卡（ Micro SD Card，原名Trans-flash Card），他们数据传输都同是通过SDIO总线，我们可以称它为SD card，虽然都用的是SDIO总线，SD card在HOST识别的过程中使用的是SD规范，SDIO card与之不同的是SDIO card识别使用的是SDIO规范。SDIO规范是从SD规范进行了扩展而来。SD卡比TF卡多了一个VSS引脚，他们都支持SD 1bit，4bit模式，和SPI模式，模式不同pin脚的功能也不一样。

 3，Bus Speed模式

 引用Spec的说明在不同的模式下的速率是sdio clock的速率是不同。是否能使用该Speed模式还要取决与host和device是否都支持该模式。

(1) Default Speed mode: 3.3V signaling, Frequency up to 25 MHz, up to12.5 MB/sec
(2) High Speed mode: 3.3V signaling, Frequency up to 50 MHz, up to 25 MB/sec
(3) SDR12: 1.8V signaling, Frequency up to 25MHz, up to 12.5MB/sec
(4) SDR25: 1.8V signaling, Frequency up to 50MHz, up to 25MB/sec
(5) SDR50: 1.8V signaling, Frequency up to 100MHz, up to 50MB/sec
(6) SDR104: 1.8V signaling, Frequency up to 208MHz, up to 104MB/sec
(7) DDR50: 1.8V signaling, Frequency up to 50MHz, sampled on both clock edges, up to 50MB/sec
  不同speed mode下吞吐量以及clock 频率如下图表所示：

 它根据信号电压的不用速率也会有所限制，如果card支持超高速模式（UHS），信号(CLK,CMD,DATA)电压需要从3.3V切换至1.8V。在切换前host需发送CMD11，之后电压从3.3V切换为1.8V，根据SDIO规范，这个切换过程对CLK，DATA也有一定的时序要求。

三，SDIO Card类型分类

 SDIO和SD规范的主要区别是增加了低速模式，按照SDIO规范分类有：
  Full-Speed card（全速卡），它支持SPI，1Bit，4Bit模式全速卡最高传输速率最高可达100MB/s也就是Bus Speed模式为SDR104
  Low-Speed card（低速卡），低速卡仅仅支持SPI，和1Bit传输模式，支持的时钟速率在0-400kHz之间，例如modem，扫码器，GPS接收器等
  如果SDIO card不支持removeable，则为Embedded SDIO card，它是永久的贴在了PCB上，例如支持SDIO的蓝牙wifi模块等，对于即支持I/O funciotn，又存在memory portion的card，我们称之为Combo card。

四，SDIO Card 传输模式

  1）SPI传输模式
  2）1Bit传输模式
  2）4Bit传输模式