Kies SD -koppelvlak vir ESP32: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Hierdie instruksies wys iets oor die keuse van 'n SD -koppelvlak vir u ESP32 -projek.

Stap 1: SD -koppelvlak

In die oorspronklike Arduino SD -biblioteek gebruik SD Interface SD SPI -busoordragmodus.

SD het eintlik meer oordragmodus:

• SPI -busmodus: ESP32 het meer as 1 SPI -bus, dit kan aangepas word tydens inisialisering
• 1-bis / 4-bis SD-busmodus: ESP32 dra 'n ander biblioteek met die naam SD_MMC op om die SD-busmodus-API te implementeer
• SD UHS-II-modus: ESP32 word nie ondersteun nie

Verw.:

www.arduino.cc/en/reference/SD

en.wikipedia.org/wiki/SD_card

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

Stap 2: kartering van ESP32 GPIO Pins

Hier is die standaard ESP32 GPIO -penne -kartering:

SD kaart pen	MicroSD -pen	Naam	4-bis SD-bus	1-bis SD-bus	SPI -bus (HSPI / VSPInitatiewe penne)
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	-	-

Die kartering van GPIO-penne van 1-bis / 4-bis SD-bus kan nie verander word nie.

Eenvoudige oproep SD_MMC begin () na die aanvanklike 4-bis SD-busmodus:

SD_MMC.begin ();

1-bis SD-busmodus kan gekies word by die SD_MMC begin () metode, bv.

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

Die SPI -bus (HSPI of VSPI) kan gekies word terwyl die SPIClass -instansie geskep word, bv.

SPIClass spi = SPIClass (HSPI);

Soos u kan sien, deel 1-bis / 4-bis SD-buspenne met HSPI, maar die kartering van die SD-kaartpenne is nie dieselfde nie. As die hardeware volgens die SD -buspenkaart aangeskakel is, kan dit dus nie direk HSPI -oorspronklike penne gebruik nie. Die GPIO -penne kan oorskry word by SPIClass begin () metode, bv.

SPIClass spi = SPIClass (HSPI);

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

En ook die SD -biblioteek kan die SS -pen, SPI -bus- en busfrekwensie by SD begin () -metode ignoreer, bv.

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

Stap 3: SD-opneemvereistes

As u 'n 4-bis SD-busmodus wil gebruik, moet u die ESP32 SD-oprolvereistes styf hou, veral:

• Opstelkonflikte op GPIO13
• Botsings tussen Bootstrap en SDIO op DAT2

Verw.:

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

Stap 4: Verskeie hardeware

ESP32 het tonne dev kit en dev board, sommige van hulle het 'n ingeboude MicroSD kaartgleuf.

Hier is 'n paar voorbeelde in my hand:

• TTGO T-Watch, dit is gekoppel aan GPIO-penne 2, 13, 14 en 15 volgens 1-bis SD-busmodus, sodat dit 1-bis SD-busmodus en SPI-busmodus kan gebruik
• M5Stack Series, dit is gekoppel aan GPIO penne 4, 18, 19 en 23 volgens VSPI native pins, sodat dit standaard SD -biblioteekinstellings kan gebruik [SD.begin (4)]
• ODROID-GO, dit is gekoppel aan GPIO-penne 18, 19, 22 en 23 volgens VSPI-oorspronklike penne, sodat dit standaard SD-biblioteekinstellings kan gebruik [SD.begin (22)]
• ESP32-CAM, dit is gekoppel aan GPIO-penne 2, 4, 12, 13, 14 en 15 volgens die 4-bis SD-busmodus, sodat dit alle 4-bis / 1-bis SD-busmodus en SPI-busmodus kan gebruik
• TTGO T8 dev board, dit is gekoppel aan GPIO penne 2, 13, 14 en 15 volgens 1-bis SD bus-modus, sodat dit 1-bis SD bus-modus en SPI-bus-modus kan gebruik

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

Stap 5: SD Card Slot Breakout Board

Ontwikkelbord met ingeboude MicroSD-kaartgleuf verbind moontlik nie alle penne nie en die meeste kan nie 'n 4-bis SD-busmodus gebruik nie. 'N Individuele uitbreekbord vir 'n SD -kaartgleuf bied 'n beter buigsaamheid.

Terselfdertyd breek baie LCD -uitbreekborde ook 'n volgrootte SD -kaartgleuf uit. Die meeste van hulle breek egter slegs die SPI -moduspenne uit. Dit is nie genoeg om as 'n 4-bis SD-busmodus te gebruik nie, maar u kan dit steeds as 'n 1-bis SD-busmodus gebruik deur hierdie verbindingskaart te gebruik:

LCD -> ESP32

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

Stap 6: Ontkoppel GPIO 2 While Program

Die verbinding van die 4-bis SD-busmodus maak dat ESP32 nie in die programmodus kon kom nie. Onthou om die GPIO 2 los te maak van die uitbreidingskaart DAT0 van die SD -kaartgleuf voordat u 'n nuwe program oplaai.

Stap 7: Norm

Ek het 'n eenvoudige Arduino -program vir die maatstaf geskryf:

github.com/moononournation/ESP32_SD_Benchm…

Hier is die hardeware vir die maatstaf:

ESP32

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

SD -kaartgleuf

'N Uitbrekingskaart vir 'n MicroSD -kaartgleuf

SD kaart

Ek het 'n SanDisk 8 GB MicroSD en 'n ou 128 MB MicroSD in die hand.

Stap 8: SD_MMC 4-bis-modus-maatstaf

SanDisk 8 GB MicroSD

20: 27: 46.000 -> Toets skryf /toets_1k.bin

20: 27: 59.399 -> Skryf lêer gebruik: 13404 ms, 312.914368 KB/s 20: 27: 59.399 -> Toets skryf/toets_2k.bin 20: 28: 17.248 -> Skryf lêer gebruik: 17834 ms, 235.185822 KB/s 20: 28: 17.248 -> Toets skryf /toets_4k.bin 20: 28: 21.122 -> Skryf lêer gebruik: 3873 ms, 1082.959961 KB /s 20: 28: 21.122 -> Toets skryf /toets_8k.bin 20: 28: 23.147 -> Skryf lêer gebruik: 2024 ms, 2072.284668 KB/s 20: 28: 23.147 -> Toets skryf/test_16k.bin 20: 28: 27.237 -> Skryf lêer gebruik: 4097 ms, 1023.750061 KB/s 20: 28: 27.237 -> Toets skryf /test_32k.bin 20: 28: 30.088 -> Skryf lêer gebruik: 2842 ms, 1475.828247 KB /s 20: 28: 30.088 -> Toets skryf /test_64k.bin 20: 28: 31.882 -> Skryf lêer gebruik: 1811 ms, 2316.015381 KB /s 20: 28: 31.882 -> Toetslees /toets_1k.bin 20: 28: 35.422 -> Lees lêer gebruik: 3520 ms, 1191.563599 KB /s 20: 28: 35.422 -> Toetslees /toets_2k.bin 20: 28: 38.813 -> Lees lêer gebruik: 3389 ms, 1237.622925 KB/s 20: 28: 38.813 -> Toetslees/toets_4k.bin 20: 28: 42.273 -> Lees lêer wat gebruik word: 3474 ms, 1207.341431 KB/s 20:28: 42.273 -> Toetslees /toets_8k.bin 20: 28: 45.752 - > Lees lêer gebruik: 3487 ms, 1202.840210 KB/s 20: 28: 45.752 -> Toetslees/toets_16k.bin 20: 28: 48.988 -> Lees lêer wat gebruik word: 3213 ms, 1305.416748 KB/s 20: 28: 48.988 -> Toetslees /test_32k.bin 20: 28: 52.077 -> Lees lêer gebruik: 3093 ms, 1356.063354 KB /s 20: 28: 52.077 -> Toetslees /test_64k.bin 20: 28: 55.141 -> Lees lêer gebruik: 3080 ms, 1361.786987 KB/s

Ou 128 MB MicroSD

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

20:30: 43.309 -> Kaartmontering misluk

Stap 9: SD_MMC 1-bis-modus-maatstaf

SanDisk 8 GB MicroSD

20: 31: 45.194 -> Toets skryf /toets_1k.bin

20: 31: 59.506 -> Skryf lêer gebruik: 14325 ms, 292.796082 KB/s 20: 31: 59.506 -> Toets skryf/toets_2k.bin 20: 32: 17.686 -> Skryf lêer gebruik: 18163 ms, 230.925735 KB/s 20: 32: 17.686 -> Toets skryf /toets_4k.bin 20: 32: 21.291 -> Skryf lêer gebruik: 3611 ms, 1161.535278 KB /s 20: 32: 21.291 -> Toets skryf /toets_8k.bin 20: 32: 23.939 -> Skryf lêer gebruik: 2652 ms, 1581.562622 KB/s 20: 32: 23.939 -> Toets skryf/test_16k.bin 20: 32: 28.397 -> Skryf lêer gebruik: 4448 ms, 942.964050 KB/s 20: 32: 28.397 -> Toets skryf /test_32k.bin 20: 32: 31.835 -> Skryf lêer gebruik: 3429 ms, 1223.185791 KB /s 20: 32: 31.835 -> Toets skryf /test_64k.bin 20: 32: 33.882 -> Skryf lêer gebruik: 2058 ms, 2038.048584 KB /s 20: 32: 33.882 -> Toetslees /toets_1k.bin 20: 32: 38.031 -> Lees lêer gebruik: 4146 ms, 1011.650757 KB /s 20: 32: 38.031 -> Toetslees /toets_2k.bin 20: 32: 42.062 -> Lees lêer gebruik: 4019 ms, 1043.618774 KB/s 20: 32: 42.062 -> Toetslees/toets_4k.bin 20: 32: 46.170 -> Lees lêer gebruik: 4106 ms, 1021.506104 KB/s 20:32: 46.170 -> Toetslees /toets_8k.bin 20: 32: 50.288 -> Lees lêer wat gebruik word: 4121 ms, 1017.787903 KB/s 20: 32: 50.288 -> Toets lees/test_16k.bin 20: 32: 54.112 -> Lees lêer wat gebruik word: 3840 ms, 1092.266724 KB/s 20: 32: 54.112 -> Toets lees /test_32k.bin 20: 32: 57.840 -> Lees lêer gebruik: 3739 ms, 1121.771606 KB /s 20: 32: 57.840 -> Toetslees /test_64k.bin 20: 33: 01.568 -> Lees lêer wat gebruik word: 3711 ms, 1130.235474 KB/s

Ou 128 MB MicroSD

20: 33: 27.366 -> Toets skryf /toets_1k.bin

20: 33: 42.386 -> Skryf lêer gebruik: 15020 ms, 279.247925 KB/s 20: 33: 42.386 -> Toets skryf/toets_2k.bin 20: 33: 57.927 -> Skryf lêer gebruik: 15515 ms, 270.338654 KB/s 20: 33: 57.927 -> Toets skryf /toets_4k.bin 20: 34: 13.108 -> Skryf lêer gebruik: 15195 ms, 276.031860 KB /s 20: 34: 13.108 -> Toets skryf /toets_8k.bin 20: 34: 28.162 -> Gebruikte skryflêer: 15048 ms, 278.728333 KB/s 20: 34: 28.162 -> Toets skryf/test_16k.bin 20: 34: 43.287 -> Skryf lêer gebruik: 15142 ms, 276.998016 KB/s 20: 34: 43.287 -> Toets skryf /test_32k.bin 20: 34: 58.278 -> Skryf lêer gebruik: 14964 ms, 280.292969 KB /s 20: 34: 58.278 -> Toets skryf /test_64k.bin 20: 35: 13.370 -> Skryf lêer gebruik: 15101 ms, 277.750092 KB /s 20: 35: 13.370 -> Toetslees /toets_1k.bin 20: 35: 17.563 -> Lees lêer gebruik: 4197 ms, 999.357666 KB /s 20: 35: 17.563 -> Toetslees /toets_2k.bin 20: 35: 21.746 -> Lees lêer gebruik: 4191 ms, 1000.788330 KB/s 20: 35: 21.746 -> Toetslees/toets_4k.bin 20: 35: 25.942 -> Lees lêer gebruik: 4181 ms, 1003.182007 KB/s 20:35: 25.942 -> Toetslees /toets_8k.bin 20: 35: 30.101 -> Lees lêer wat gebruik word: 4176 ms, 1004.383118 KB/s 20: 35: 30.101 -> Toetslees/test_16k.bin 20: 35: 34.279 -> Lees lêer wat gebruik word: 4174 ms, 1004.864380 KB/s 20: 35: 34.279 -> Toets lees /test_32k.bin 20: 35: 38.462 -> Lees lêer gebruik: 4173 ms, 1005.105225 KB /s 20: 35: 38.462 -> Toetslees /test_64k.bin 20: 35: 42.612 -> Lees lêer wat gebruik word: 4173 ms, 1005.105225 KB/s

Stap 10: SD SPI -modus by HSPI -bus -maatstaf

SanDisk 8 GB MicroSD

08: 41: 19.703 -> Toets skryf /toets_1k.bin

08: 41: 53.458 -> Skryf lêer gebruik: 33743 ms, 124.301453 KB/s 08: 41: 53.458 -> Toets skryf/toets_2k.bin 08: 42: 10.000 -> Skryf lêer gebruik: 16540 ms, 253.585495 KB/s 08: 42: 10.000 -> Toets skryf /toets_4k.bin 08: 42: 17.269 -> Skryf lêer gebruik: 7298 ms, 574.719666 KB /s 08: 42: 17.308 -> Toets skryf /toets_8k.bin 08: 42: 22.640 -> Skryf lêer gebruik: 5345 ms, 784.715454 KB/s 08: 42: 22.640 -> Toets skryf/test_16k.bin 08: 42: 32.285 -> Skryf lêer gebruik: 9662 ms, 434.103088 KB/s 08: 42: 32.285 -> Toets skryf /test_32k.bin 08: 42: 36.659 -> Skryf lêer gebruik: 4355 ms, 963.100830 KB /s 08: 42: 36.659 -> Toets skryf /test_64k.bin 08: 42: 39.594 -> Skryf lêer gebruik: 2949 ms, 1422.280151 KB /s 08: 42: 39.594 -> Toetslees /toets_1k.bin 08: 42: 44.774 -> Lees lêer gebruik: 5192 ms, 807.839783 KB /s 08: 42: 44.774 -> Toetslees /toets_2k.bin 08: 42: 49.969 -> Lees lêer gebruik: 5189 ms, 808.306824 KB/s 08: 42: 49.969 -> Toetslees/toets_4k.bin 08: 42: 55.123 -> Lees lêer gebruik: 5161 ms, 812.692139 KB/s 08:42: 55.158 -> Toetslees /toets_8k.bin 08: 43: 00.300 -> Lees gebruikte lêer: 5176 ms, 810.336914 KB/s 08: 43: 00.334 -> Toetslees/test_16k.bin 08: 43: 05.277 -> Lees lêer wat gebruik word: 4948 ms, 847.676636 KB/s 08: 43: 05.277 -> Toets gelees /test_32k.bin 08: 43: 10.028 -> Lees lêer gebruik: 4773 ms, 878.756348 KB /s 08: 43: 10.028 -> Toets gelees /test_64k.bin 08: 43: 14.760 -> Lees lêer gebruik: 4731 ms, 886.557617 KB/s

Ou 128 MB MicroSD

08: 43: 47.777 -> Toets skryf /toets_1k.bin

08: 44: 04.148 -> Skryf lêer gebruik: 16390 ms, 255.906281 KB/s 08: 44: 04.183 -> Toets skryf/toets_2k.bin 08: 44: 20.648 -> Skryf lêer gebruik: 16494 ms, 254.292709 KB/s 08: 44: 20.648 -> Toets skryf /toets_4k.bin 08: 44: 36.674 -> Skryf lêer gebruik: 16001 ms, 262.127625 KB /s 08: 44: 36.674 -> Toets skryf /toets_8k.bin 08: 44: 52.849 -> Skryf lêer gebruik: 16175 ms, 259.307831 KB/s 08: 44: 52.849 -> Toets skryf/test_16k.bin 08: 45: 09.225 -> Skryf lêer gebruik: 16397 ms, 255.797043 KB/s 08: 45: 09.225 -> Toets skryf /test_32k.bin 08: 45: 25.363 -> Skryf lêer gebruik: 16143 ms, 259.821838 KB /s 08: 45: 25.397 -> Toets skryf /test_64k.bin 08: 45: 41.632 -> Skryf lêer gebruik: 16263 ms, 257.904694 KB /s 08: 45: 41.632 -> Toetslees /toets_1k.bin 08: 45: 46.488 -> Lees lêer gebruik: 4856 ms, 863.736389 KB /s 08: 45: 46.488 -> Toetslees /toets_2k.bin 08: 45: 51.332 -> Lees lêer gebruik: 4840 ms, 866.591736 KB/s 08: 45: 51.332 -> Toetslees/toets_4k.bin 08: 45: 56.163 -> Lees lêer gebruik: 4834 ms, 867.667358 KB/s 08:45: 56.163 -> Toetslees /toets_8k.bin 08: 46: 00.998 -> R ead lêer gebruik: 4827 ms, 868.925598 KB/s 08: 46: 00.998 -> Toetslees/toets_16k.bin 08: 46: 05.808 -> Lees lêer gebruik: 4825 ms, 869.285828 KB/s 08: 46: 05.843 -> Toets lees /test_32k.bin 08: 46: 10.637 -> Lees lêer gebruik: 4824 ms, 869.466003 KB /s 08: 46: 10.637 -> Toetslees /test_64k.bin 08: 46: 15.478 -> Lees lêer wat gebruik word: 4825 ms, 869.285828 KB/s

Stap 11: SD SPI -modus by VSPI -bus -maatstaf

SanDisk 8 GB MicroSD

08: 54: 17.412 -> Toets skryf /toets_1k.bin

08: 54: 48.398 -> Skryf lêer gebruik: 30994 ms, 135.326324 KB/s 08: 54: 48.398 -> Toets skryf/toets_2k.bin 08: 55: 06.079 -> Skryf lêer gebruik: 17677 ms, 237.274658 KB/s 08: 55: 06.079 -> Toets skryf /toets_4k.bin 08: 55: 13.357 -> Skryf lêer gebruik: 7274 ms, 576.615906 KB /s 08: 55: 13.357 -> Toets skryf /toets_8k.bin 08: 55: 18.691 -> Skryf lêer gebruik: 5323 ms, 787.958679 KB/s 08: 55: 18.691 -> Toets skryf/test_16k.bin 08: 55: 28.336 -> Skryf lêer gebruik: 9669 ms, 433.788818 KB/s 08: 55: 28.336 -> Toets skryf /test_32k.bin 08: 55: 32.646 -> Skryf lêer gebruik: 4309 ms, 973.382202 KB /s 08: 55: 32.646 -> Toets skryf /test_64k.bin 08: 55: 35.551 -> Skryf lêer gebruik: 2915 ms, 1438.869263 KB /s 08: 55: 35.584 -> Toetslees /toets_1k.bin 08: 55: 40.745 -> Lees lêer gebruik: 5183 ms, 809.242554 KB /s 08: 55: 40.745 -> Toetslees /toets_2k.bin 08: 55: 45.916 -> Lees lêer gebruik: 5182 ms, 809.398682 KB/s 08: 55: 45.949 -> Toetslees/toets_4k.bin 08: 55: 51.091 -> Lees lêer wat gebruik word: 5162 ms, 812.534668 KB/s 08:55: 51.091 -> Toets gelees /toets_8k.bin 08: 55: 56.257 -> Lees lêer gebruik: 5177 ms, 810.180420 KB/s 08: 55: 56.293 -> Toetslees/toets_16k.bin 08: 56: 01.244 -> Lees lêer wat gebruik word: 4956 ms, 846.308289 KB/s 08: 56: 01.244 -> Toets gelees /test_32k.bin 08: 56: 06.006 -> Lees lêer gebruik: 4764 ms, 880.416443 KB /s 08: 56: 06.006 -> Toets gelees /test_64k.bin 08: 56: 10.716 -> Lees lêer gebruik: 4728 ms, 887.120117 KB/s

Ou 128 MB MicroSD

08: 51: 01.939 -> Toets skryf /toets_1k.bin

08: 51: 18.358 -> Skryf lêer gebruik: 16422 ms, 255.407623 KB/s 08: 51: 18.358 -> Toets skryf/toets_2k.bin 08: 51: 34.529 -> Skryf lêer gebruik: 16173 ms, 259.339874 KB/s 08: 51: 34.529 -> Toets skryf /toets_4k.bin 08: 51: 50.911 -> Skryf lêer gebruik: 16372 ms, 256.187653 KB /s 08: 51: 50.911 -> Toets skryf /toets_8k.bin 08: 52: 07.056 -> Skryf lêer gebruik: 16137 ms, 259.918457 KB/s 08: 52: 07.056 -> Toets skryf/test_16k.bin 08: 52: 23.383 -> Skryf lêer gebruik: 16351 ms, 256.516663 KB/s 08: 52: 23.383 -> Toets skryf /test_32k.bin 08: 52: 39.533 -> Skryf lêer gebruik: 16128 ms, 260.063507 KB /s 08: 52: 39.533 -> Toets skryf /test_64k.bin 08: 52: 55.764 -> Skryf lêer gebruik: 16250 ms, 258.111023 KB /s 08: 52: 55.764 -> Toetslees /toets_1k.bin 08: 53: 00.645 -> Lees lêer gebruik: 4855 ms, 863.914307 KB /s 08: 53: 00.645 -> Toetslees /toets_2k.bin 08: 53: 05.459 -> Lees lêer gebruik: 4839 ms, 866.770813 KB/s 08: 53: 05.459 -> Toetslees/toets_4k.bin 08: 53: 10.306 -> Lees lêer gebruik: 4833 ms, 867.846863 KB/s 08:53: 10.306 -> Toetslees /toets_8k.bin 08: 53: 15.127 -> R ead lêer gebruik: 4827 ms, 868.925598 KB/s 08: 53: 15.127 -> Toetslees/test_16k.bin 08: 53: 19.963 -> Lees lêer gebruik: 4826 ms, 869.105652 KB/s 08: 53: 19.963 -> Toets lees /test_32k.bin 08: 53: 24.758 -> Lees lêer gebruik: 4824 ms, 869.466003 KB /s 08: 53: 24.792 -> Toetslees /test_64k.bin 08: 53: 29.592 -> Lees lêer wat gebruik word: 4824 ms, 869.466003 KB/s

Stap 12: Rond af

4-bis SD-busmodus het die beste prestasie, 1-bis SD-busmodus is ongeveer 20% stadiger en SPI-modus is ongeveer 50% stadiger. Een van die belangrikste redes is dat die SD_MMC -protokollaag geen sluitingsmetodes implementeer nie, maar SPI wel. En ook die 4-bis SD-busmodus het dubbele datalyne, so teoreties verdubbel die spoed. Maar my ou MicroSD kan nie 'n 4-bis SD-busmodus ondersteun nie.

Ek sal in die meeste gevalle 1-bis SD-busmodus aanbeveel, want:

• goeie prestasie
• beter SD -kaartversoenbaarheid
• losser SD-trekvereistes
• slegs 3 GPIO -penne benodig
• mindere kode opset
• baie dev -kit, dev -bord en breakout -bord kan hierdie modus gebruik