ESP32 үчүн SD интерфейсин тандаңыз: 12 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Бул көрсөтмөлөр ESP32 долбооруңуз үчүн SD интерфейсин тандоо жөнүндө бир нерсени көрсөтөт.

1 -кадам: SD интерфейси

Түпнуска Arduino SD китепканасында SD Interface SD SPI автобус өткөрүп берүү режимин колдонот.

SD чындыгында көбүрөөк өткөрүп берүү режимине ээ:

• SPI автобус режими: ESP32де 1ден ашык SPI шинасы бар, аны баптоо учурунда ыңгайлаштырса болот
• 1-бит / 4-биттик SD автобус режими: ESP32 SD автобус режими APIсин ишке ашыруу үчүн SD_MMC деп аталган башка китепкананы арнайт
• SD UHS-II режими: ESP32 колдоого алынбайт

Шилтеме:

www.arduino.cc/en/reference/SD

en.wikipedia.org/wiki/SD_card

docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/lat…

2 -кадам: ESP32 GPIO Pins картасын түзүү

Бул жерде демейки ESP32 GPIO казыктарынын картасы бар:

SD картанын пини	MicroSD пин	Аты	4-биттик SD шинасы	1-биттик SD шинасы	SPI автобус (HSPI / VSPInative казыктары)
1	2	D3	13	-	SS (15/5)
2	3	CMD	15	15	MOSI (13 /23)
3	-	VSS	GND	GND	GND
4	4	VDD	3.3V	3.3V	3.3V
5	5	CLK	14	14	SCK (14 /18)
6	6	VSS	GND	GND	GND
7	7	D0	2	2	MISO (12 /19)
8	8	D1	4	-	-
9	1	D2	12	-	-

1 биттик / 4 биттик SD автобустун GPIO казыктарынын картасын өзгөртүү мүмкүн эмес.

SD_MMC жөнөкөй чалуу баштоо () баштапкы 4-биттик SD автобус режимине:

SD_MMC.begin ();

1-бит SD автобус режими SD_MMC begin () методунда тандалышы мүмкүн, мис.

SD_MMC.begin ("/cdcard", true);

SPI классын (HSPI же VSPI) тандап алсаңыз болот, мис.

SPIClass spi = SPIClass (HSPI);

Көрүнүп тургандай, 1-бит / 4-биттик SD автобус пин HSPI менен бөлүшүү казыктары, бирок SD карта казыктарынын картасы бирдей эмес. Ошентип, эгер SD аппараттык пин картасына ылайык жабдык жабдылган болсо, анда ал HSPI эне казыктарын колдоно албайт. GPIO казыктарын SPIClass begin () методунда жокко чыгарууга болот, мис.

SPIClass spi = SPIClass (HSPI);

spi.begin (14 / * SCK * /, 2 / * MISO * /, 15 / * MOSI * /, 13 / * SS * /);

Ошондой эле SD китепкана SS пин, SPI шинасын жана автобус жыштыгын SD begin () ыкмасында жокко чыгара алат, мис.

SD.begin (13 / * SS * /, spi, 80000000);

3-кадам: SD тартуунун талаптары

Эгерде сиз 4-биттик SD автобус режимин колдонууну кааласаңыз, ESP32 SD тартуунун талаптарын так аткарыңыз, айрыкча:

• GPIO13 боюнча тартылган конфликттер
• DAT2 боюнча Bootstrap менен SDIO ортосундагы конфликттер

Шилтеме:

docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/lat…

4 -кадам: Ар кандай жабдыктар

ESP32де көптөгөн тонна комплект жана dev тактасы бар, алардын кээ бирлеринде MicroSD картасынын уячасы бар.

Бул жерде менин колумдагы кээ бир мисалдар:

• TTGO T-Watch, ал 1 биттик SD автобус режимине ылайык GPIO 2, 13, 14 жана 15 казандарына туташкан, андыктан 1-бит SD автобус режимин жана SPI автобус режимин колдоно алат
• M5Stack Сериялар, ал GPIO 4, 18, 19 жана 23 казандарына VSPI эне казыктары боюнча туташкан, андыктан SD китепканасынын демейки жөндөөлөрүн колдоно алат [SD.begin (4)]
• ODROID-GO, ал VSPI эне казыктарына ылайык GPIO 18, 19, 22 жана 23-казандарына туташкан, андыктан SD китепканасынын демейки жөндөөлөрүн колдоно алат [SD.begin (22)]
• ESP32-CAM, ал 4-бит SD автобус режимине ылайык GPIO 2, 4, 12, 13, 14 жана 15 казандарына туташкан, андыктан бардык 4-бит / 1-бит SD автобус режимин жана SPI шина режимин колдоно алат
• TTGO T8 dev board, ал 1 биттик SD автобус режимине ылайык GPIO 2, 13, 14 жана 15 казандарына туташкан, андыктан 1-бит SD автобус режимин жана SPI автобус режимин колдоно алат

www.lilygo.cn/prod_view.aspx?Id=1123

docs.m5stack.com/

wiki.odroid.com/odroid_go/odroid_go

wiki.ai-thinker.com/esp32-cam

github.com/LilyGO/TTGO-T8-ESP32

5 -кадам: SD Card Slot Breakout Board

Киргизилген MicroSD карта уячасы бар иштөө тактасы бардык казыктарды туташтырбашы мүмкүн жана көбү 4-бит SD автобус режимин колдоно алышпайт. Жеке SD картанын уячасы тактайы жакшыраак ийкемдүүлүктү камсыздайт.

Ошол эле учурда, көптөгөн LCD сынык тактасы да толук көлөмдөгү SD картасынын уячасын сындырат. Бирок, алардын көбү SPI режиминин казыктарын гана сындырышат. Бул 4-бит SD автобус режими катары колдонуу үчүн жетиштүү эмес, бирок сиз дагы эле бул байланыш картасы аркылуу 1-бит SD автобус режими катары колдоно аласыз:

ЖК -> ESP32

SD_CS -> нөл SD_MOSI -> 15 SD_MISO -> 2 SD_SCK -> 14

6 -кадам: GPIO 2 программасын ажыратыңыз

4-бит SD автобус режими байланышы ESP32 программалык режимге кире албай калды. Сураныч, жаңы программаны жүктөө алдында GPO 2ди DAT0 SD картасынын уячасынан ажыратыңыз.

7 -кадам: Бенчмарк

Мен эталон үчүн жөнөкөй Arduino программасын жаздым:

github.com/moononournation/ESP32_SD_Benchm…

Бул жерде эталондук жабдыктар:

ESP32

NodeMCU ESP32-32S V1.1 (WROOM-32)

SD Card Slot

MicroSD картасынын уячасы

SD карта

Менде SanDisk 8 ГБ MicroSD жана эски 128 МБ MicroSD бар.

8-кадам: SD_MMC 4-бит режиминин эталону

SanDisk 8 ГБ MicroSD

20: 27: 46.000 -> Тест жазуу /test_1k.bin

20: 27: 59.399 -> Жазылган файл: 13404 мс, 312.914368 КБ/с 20: 27: 59.399 -> Тест жазуу /test_2k.bin 20: 28: 17.248 -> Колдонулган файл: 17834 мс, 235.185822 КБ/с 20: 28: 17.248 -> Тест жазуу /test_4k.bin 20: 28: 21.122 -> Колдонулган файл: 3873 ms, 1082.959961 KB /s 20: 28: 21.122 -> Test yaz /test_8k.bin 20: 28: 23.147 -> Жазылган файл: 2024 ms, 2072.284668 KB/s 20: 28: 23.147 -> Test test /test_16k.bin 20: 28: 27.237 -> Жазылган файл: 4097 ms, 1023.750061 KB/s 20: 28: 27.237 -> Test write /test_32k.bin 20: 28: 30.088 -> Колдонулган файл: 2842 ms, 1475.828247 KB /s 20: 28: 30.088 -> Test test /test_64k.bin 20: 28: 31.882 -> Колдонулган файлды жазуу: 1811 мс, 2316.015381 KB /s 20: 28: 31.882 -> Тест окуу /test_1k.bin 20: 28: 35.422 -> Колдонулган файлды окуу: 3520 ms, 1191.563599 KB /s 20: 28: 35.422 -> Test read /test_2k.bin 20: 28: 38.813 -> Окулган файл: 3389 мс, 1237.622925 КБ/с 20: 28: 38.813 -> Тест окуу /test_4k.bin 20: 28: 42.273 -> Окулган файлды окуу: 3474 мс, 1207.341431 КБ/с 20:28: 42.273 -> Тест окуу /test_8k.bin 20: 28: 45.752 - > Окулган файлды окуу: 3487 мс, 1202.840210 КБ/с 20: 28: 45.752 -> Тест окулду /test_16k.bin 20: 28: 48.988 -> Окулган файлды окуу: 3213 мс, 1305.416748 КБ/с 20: 28: 48.988 -> Тест окуу /test_32k.bin 20: 28: 52.077 -> Окулган файлды окуу: 3093 мс, 1356.063354 KB /s 20: 28: 52.077 -> Test read /test_64k.bin 20: 28: 55.141 -> Окулган файлды окуу: 3080 мс, 1361.786987 KB/s

Эски 128 Мб MicroSD

20: 30: 43.309 -> E (274) sdmmc_sd: sdmmc_check_scr: send_scr 0x109 кайтарылды

20: 30: 43.309 -> Card Mount ишке ашкан жок

9-кадам: SD_MMC 1-бит режиминин эталону

SanDisk 8 ГБ MicroSD

20: 31: 45.194 -> Тест жазуу /test_1k.bin

20: 31: 59.506 -> Жазылган файл: 14325 ms, 292.796082 KB/s 20: 31: 59.506 -> Test test /kest_2k.bin 20: 32: 17.686 -> Жазылган файл: 18163 мс, 230.925735 KB/s 20: 32: 17.686 -> Тест жазуу /test_4k.bin 20: 32: 21.291 -> Жазылган файл: 3611 мс, 1161.535278 KB /s 20: 32: 21.291 -> Тест жазуу /test_8k.bin 20: 32: 23.939 -> Жазылган файл: 2652 ms, 1581.562622 KB/s 20: 32: 23.939 -> Test test /test_16k.bin 20: 32: 28.397 -> Жазылган файлды жазуу: 4448 мс, 942.964050 KB/s 20: 32: 28.397 -> Тест write /test_32k.bin 20: 32: 31.835 -> Колдонулган файл: 3429 ms, 1223.185791 KB /s 20: 32: 31.835 -> Test test /test_64k.bin 20: 32: 33.882 -> Колдонулган файлды жазуу: 2058 мс, 2038.048584 KB /s 20: 32: 33.882 -> Тест окуу /test_1k.bin 20: 32: 38.031 -> Колдонулган файлды окуу: 4146 ms, 1011.650757 KB /s 20: 32: 38.031 -> Тест окуу /test_2k.bin 20: 32: 42.062 -> Окулган файл: 4019 ms, 1043.618774 KB/s 20: 32: 42.062 -> Test read /test_4k.bin 20: 32: 46.170 -> Колдонулган файл: 4106 ms, 1021.506104 KB/s 20:32: 46.170 -> Тест окулду /test_8k.bin 20: 32: 50.288 -> Колдонулган файл: 4121 ms, 1017.787903 KB/s 20: 32: 50.288 -> Test read /test_16k.bin 20: 32: 54.112 -> Колдонулган файлды окуу: 3840 ms, 1092.266724 KB/s 20: 32: 54.112 -> Test окуу /test_32k.bin 20: 32: 57.840 -> Колдонулган файлды окуу: 3739 ms, 1121.771606 KB /s 20: 32: 57.840 -> Test read /test_64k.bin 20: 33: 01.568 -> Колдонулган файлды окуу: 3711 мс, 1130.235474 КБ/с

Эски 128 Мб MicroSD

20: 33: 27.366 -> Тест жазуу /test_1k.bin

20: 33: 42.386 -> Жазылган файл: 15020 мс, 279.247925 КБ/с 20: 33: 42.386 -> Тест жазуу /test_2k.bin 20: 33: 57.927 -> Жазылган файл: 15515 мс, 270.338654 КБ/с 20: 33: 57.927 -> Тест жазуу /test_4k.bin 20: 34: 13.108 -> Жазылган файл: 15195 мс, 276.031860 KB /s 20: 34: 13.108 -> Тест жазуу /test_8k.bin 20: 34: 28.162 -> Жазылган файл колдонулду: 15048 ms, 278.728333 KB/s 20: 34: 28.162 -> Test test /test_16k.bin 20: 34: 43.287 -> Жазылган файлды жазуу: 15142 ms, 276.998016 KB/s 20: 34: 43.287 -> Test write /test_32k.bin 20: 34: 58.278 -> Колдонулган файл: 14964 мс, 280.292969 KB /s 20: 34: 58.278 -> Test test /test_64k.bin 20: 35: 13.370 -> Колдонулган файлды жазуу: 15101 мс, 277.750092 KB /s 20: 35: 13.370 -> Test read /test_1k.bin 20: 35: 17.563 -> Окулган файлды окуу: 4197 ms, 999.357666 KB /s 20: 35: 17.563 -> Test read /test_2k.bin 20: 35: 21.746 -> Окулган файл: 4191 мс, 1000.788330 КБ/с 20: 35: 21.746 -> Тест окулду /test_4k.bin 20: 35: 25.942 -> Окулган файл: 4181 мс, 1003.182007 КБ/с 20:35: 25.942 -> Test read /test_8k.bin 20: 35: 30.101 -> Колдонулган файлды окуу: 4176 ms, 1004.383118 KB/s 20: 35: 30.101 -> Test read /test_16k.bin 20: 35: 34.279 -> Окулган файлды окуу: 4174 мс, 1004.864380 КБ/с 20: 35: 34.279 -> Тест read /test_32k.bin 20: 35: 38.462 -> Колдонулган файлды окуу: 4173 ms, 1005.105225 KB /s 20: 35: 38.462 -> Test read /test_64k.bin 20: 35: 42.612 -> Колдонулган файлды окуу: 4173 мс, 1005.105225 КБ/с

10 -кадам: HSPI Bus Benchmark боюнча SD SPI режими

SanDisk 8 ГБ MicroSD

08: 41: 19.703 -> Тест жазуу /test_1k.bin

08: 41: 53.458 -> Жазылган файл: 33743 мс, 124.301453 КБ/с 08: 41: 53.458 -> Test yaz /test_2k.bin 08: 42: 10.000 -> Жазылган файл: 16540 ms, 253.585495 KB/s 08: 42: 10.000 -> Тест жазуу /test_4k.bin 08: 42: 17.269 -> Жазылган файл: 7298 ms, 574.719666 KB /s 08: 42: 17.308 -> Test yaz /test_8k.bin 08: 42: 22.640 -> Жазылган файл: 5345 ms, 784.715454 KB/s 08: 42: 22.640 -> Test test /test_16k.bin 08: 42: 32.285 -> Колдонулган файлды жазуу: 9662 ms, 434.103088 KB/s 08: 42: 32.285 -> Test write /test_32k.bin 08: 42: 36.659 -> Жазылган файл: 4355 ms, 963.100830 KB /s 08: 42: 36.659 -> Test test /test_64k.bin 08: 42: 39.594 -> Колдонулган файлды жазуу: 2949 мс, 1422.280151 KB /s 08: 42: 39.594 -> Тест окуу /test_1k.bin 08: 42: 44.774 -> Окулган файлды окуу: 5192 ms, 807.839783 KB /s 08: 42: 44.774 -> Test read /test_2k.bin 08: 42: 49.969 -> Окулган файл: 5189 ms, 808.306824 KB/s 08: 42: 49.969 -> Test read /test_4k.bin 08: 42: 55.123 -> Окулган файл: 5161 ms, 812.692139 KB/s 08:42: 55.158 -> Тест окуу /test_8k.bin 08: 43: 00.300 -> Окуу колдонулган файл: 5176 ms, 810.336914 KB/s 08: 43: 00.334 -> Test read /test_16k.bin 08: 43: 05.277 -> Колдонулган файлды окуу: 4948 ms, 847.676636 KB/s 08: 43: 05.277 -> Тест окуу /test_32k.bin 08: 43: 10.028 -> Колдонулган файлды окуу: 4773 ms, 878.756348 KB /s 08: 43: 10.028 -> Test read /test_64k.bin 08: 43: 14.760 -> Колдонулган файлды окуу: 4731 мс, 886.557617 KB/s

Эски 128 Мб MicroSD

08: 43: 47.777 -> Тест жазуу /test_1k.bin

08: 44: 04.148 -> Жазылган файл: 16390 ms, 255.906281 KB/s 08: 44: 04.183 -> Test test /test_2k.bin 08: 44: 20.648 -> Жазылган файл: 16494 мс, 254.292709 KB/s 08: 44: 20.648 -> Тест жазуу /test_4k.bin 08: 44: 36.674 -> Колдонулган файл: 16001 ms, 262.127625 KB /s 08: 44: 36.674 -> Test yaz /test_8k.bin 08: 44: 52.849 -> Жазылган файл: 16175 мс, 259.307831 КБ/с 08: 44: 52.849 -> Тест жазуу /test_16k.bin 08: 45: 09.225 -> Жазылган файл: 16397 мс, 255.797043 KB/s 08: 45: 09.225 -> Тест write /test_32k.bin 08: 45: 25.363 -> Колдонулган файл: 16143 мс, 259.821838 KB /s 08: 45: 25.397 -> Test yaz /test_64k.bin 08: 45: 41.632 -> Колдонулган файлды жазуу: 16263 мс, 257.904694 KB /s 08: 45: 41.632 -> Тест окуу /test_1k.bin 08: 45: 46.488 -> Колдонулган файлды окуу: 4856 ms, 863.736389 KB /s 08: 45: 46.488 -> Test read /test_2k.bin 08: 45: 51.332 -> Окулган файл: 4840 ms, 866.591736 KB/s 08: 45: 51.332 -> Test read /test_4k.bin 08: 45: 56.163 -> Колдонулган файлды окуу: 4834 ms, 867.667358 KB/s 08:45: 56.163 -> Тест окуу /test_8k.bin 08: 46: 00.998 -> R ead файлы колдонулган: 4827 ms, 868.925598 KB/s 08: 46: 00.998 -> Тест окулду /test_16k.bin 08: 46: 05.808 -> Колдонулган файлды окуу: 4825 ms, 869.285828 KB/s 08: 46: 05.843 -> Test окуу /test_32k.bin 08: 46: 10.637 -> Колдонулган файлды окуу: 4824 ms, 869.466003 KB /s 08: 46: 10.637 -> Test read /test_64k.bin 08: 46: 15.478 -> Колдонулган файлды окуу: 4825 мс, 869.285828 КБ/с

11 -кадам: VSPI Bus Benchmark боюнча SD SPI режими

SanDisk 8 ГБ MicroSD

08: 54: 17.412 -> Тест жазуу /test_1k.bin

08: 54: 48.398 -> Жазылган файл: 30994 мс, 135.326324 КБ/с 08: 54: 48.398 -> Тест жазуу /test_2k.bin 08: 55: 06.079 -> Жазылган файл: 17677 мс, 237.274658 KB/s 08: 55: 06.079 -> Тест жазуу /test_4k.bin 08: 55: 13.357 -> Жазылган файл: 7274 ms, 576.615906 KB /s 08: 55: 13.357 -> Test yaz /test_8k.bin 08: 55: 18.691 -> Жазылган файл: 5323 ms, 787.958679 KB/s 08: 55: 18.691 -> Test test /test_16k.bin 08: 55: 28.336 -> Колдонулган файлды жазуу: 9669 ms, 433.788818 KB/s 08: 55: 28.336 -> Test write /test_32k.bin 08: 55: 32.646 -> Колдонулган файл: 4309 ms, 973.382202 KB /s 08: 55: 32.646 -> Test test /test_64k.bin 08: 55: 35.551 -> Колдонулган файл: 2915 мс, 1438.869263 KB /s 08: 55: 35.584 -> Тест окуу /test_1k.bin 08: 55: 40.745 -> Колдонулган файлды окуу: 5183 ms, 809.242554 KB /s 08: 55: 40.745 -> Test read /test_2k.bin 08: 55: 45.916 -> Окулган файл: 5182 ms, 809.398682 KB/s 08: 55: 45.949 -> Test read /test_4k.bin 08: 55: 51.091 -> Окулган файлды окуу: 5162 ms, 812.534668 KB/s 08:55: 51.091 -> Тест окуу /test_8k.bin 08: 55: 56.257 -> Окуу колдонулган файл: 5177 ms, 810.180420 KB/s 08: 55: 56.293 -> Тест окулду /test_16k.bin 08: 56: 01.244 -> Колдонулган файлды окуу: 4956 ms, 846.308289 KB/s 08: 56: 01.244 -> Test read /test_32k.bin 08: 56: 06.006 -> Колдонулган файлды окуу: 4764 ms, 880.416443 KB /s 08: 56: 06.006 -> Test read /test_64k.bin 08: 56: 10.716 -> Колдонулган файлды окуу: 4728 мс, 887.120117 KB/s

Эски 128 Мб MicroSD

08: 51: 01.939 -> Тест жазуу /test_1k.bin

08: 51: 18.358 -> Колдонулган файлды жазыңыз: 16422 ms, 255.407623 KB/s 08: 51: 18.358 -> Test yaz /test_2k.bin 08: 51: 34.529 -> Колдонулган файлды жазуу: 16173 ms, 259.339874 KB/s 08: 51: 34.529 -> Тест жазуу /test_4k.bin 08: 51: 50.911 -> Колдонулган файл: 16372 ms, 256.187653 KB /s 08: 51: 50.911 -> Test yaz /test_8k.bin 08: 52: 07.056 -> Жазылган файл: 16137 мс, 259.918457 KB/s 08: 52: 07.056 -> Test test /test_16k.bin 08: 52: 23.383 -> Жазылган файлды жазуу: 16351 мс, 256.516663 KB/s 08: 52: 23.383 -> Тест write /test_32k.bin 08: 52: 39.533 -> Колдонулган файлды жазуу: 16128 ms, 260.063507 KB /s 08: 52: 39.533 -> Test test /test_64k.bin 08: 52: 55.764 -> Колдонулган файлды жазуу: 16250 мс, 258.111023 KB /s 08: 52: 55.764 -> Тест окуу /test_1k.bin 08: 53: 00.645 -> Колдонулган файлды окуу: 4855 ms, 863.914307 KB /s 08: 53: 00.645 -> Test read /test_2k.bin 08: 53: 05.459 -> Окулган файл: 4839 ms, 866.770813 KB/s 08: 53: 05.459 -> Test read /test_4k.bin 08: 53: 10.306 -> Окулган файл: 4833 ms, 867.846863 KB/s 08:53: 10.306 -> Тест окулду /test_8k.bin 08: 53: 15.127 -> R ead файлы колдонулган: 4827 ms, 868.925598 KB/s 08: 53: 15.127 -> Test read /test_16k.bin 08: 53: 19.963 -> Колдонулган файлды окуу: 4826 ms, 869.105652 KB/s 08: 53: 19.963 -> Test read /test_32k.bin 08: 53: 24.758 -> Колдонулган файлды окуу: 4824 ms, 869.466003 KB /s 08: 53: 24.792 -> Test read /test_64k.bin 08: 53: 29.592 -> Колдонулган файлды окуу: 4824 мс, 869.466003 КБ/с

12 -кадам: тегеректөө

4-бит SD автобус режими эң жакшы көрсөткүчкө ээ, 1-бит SD автобус режими 20% тегерегинде жана SPI режими 50% жайыраак. Негизги себептердин бири SD_MMC протоколу катмары эч кандай кулпуну ишке ашырбайт, бирок SPI кылат. Ошондой эле 4-бит SD автобус режими эки эсе көп маалымат линияларына ээ, ошондуктан теориялык жактан ылдамдыгын эки эсе жогорулатат. Бирок менин эски MicroSD 4-бит SD автобус режимин колдой албайт.

Мен көпчүлүк учурда 1-биттик SD автобус режимин сунуштайм, анткени:

• жакшы аткаруу
• жакшыраак SD карта шайкештиги
• бошоңураак SD тартуу талаптары
• болгону 3 GPIO төөнөгүчтөрү керек
• азыраак код конфигурациясы
• көптөгөн dev комплект, dev board жана breakout board бул режимди колдоно алат