Leider kann ich die Module pC/FAT sowie pC/FFS nicht frei zugänglich machen. Jedoch kann ich hier eine vereinfachte Form der MMC- und SD-Card Ports auf die SPI-Schnittstelle für diverser Controller bereit stellen.
Mittels dieser Ports kann man ein anderes FileSystem auf diese Schnittstelle, und damit auf MMC- und SD-Cards zugreifen lassen. Oder, wie als Test durch mich erfolgt, ein in Software realisierter MMC/SD-to-USB Adapter programmiert werden. Dieser meldet sich dann als MassStorage (removable media) USB-Device am PC und man hat Zugriff auf die MMC- und SD-Cards wie bei einem prof. Adapter (nur etwas langsamer, da SPI-mode und Softwarerealisierung).

Einschränkungen der vereinfachten MMC/SD-Ports:
- kein Interrupt- oder DMA-Mode
- keine ausführlichen Media-Infos
- kein Read / Write im CallBack Mode
- kein direkter RTOS-Support

download simplified pC/FAT Ports to MMC/SD (as ZIP)

(with MMCplus/HD-MMC/M-Bridge/SDHC/SDXC support)

Bei einer Portierung auf weitere Controller müssen neben der SPI-Speed Adaption nur einige Parameter der Hardware bekannt und entsprechend eingerichtet werden. Dazu gehören die verwendeten PIO-Pin's für WP (WriteProtect), CD (CardDetect) sowie die Einstellungen für MOSI, MISO, SCLK und /SS. Desweiteren muß der passende SPI-mode 3 eingestellt werden.


zu verwendender SPI-Mode des Controllers (Masters)
Nachfolgendes Diagramm zeigt den SPI-Mode, der für die Kommunikation mit MMC- und SD-Karten im SPI-Mode benötigt wird:

Zum Thema Geschwindigkeit
In der nachfolgenden Tabelle sind alle wichtigen Parameter der mir vorliegenden MMC/MMCplus/M-Bridge/SD/SDHC- Karten als Gegenüberstellung aufgeführt. Diese veranschaulicht recht gut, daß die SPI-Geschwindigkeit nur indirekt/relativ mit den Performanceangaben der Hersteller für MMC/SD-Modes im Zusammenhang bei SPI-Mode steht.
Dabei sind die Angaben Nac und Nbs von besonderem Interesse.
- Nac = max. Zyklen zwischen Read_CMD und Daten
- Nbs = max. Zyklen zwischen Write_CMD+Daten und End-of-Busy
Diese Angaben schwanken zwischen den verschiedenen Karten/Herstellern teils sehr stark. Sie geben eine Auskunft darüber, wie schnell der interne Speicher wirklich gelesen / geschrieben werden kann. ABER ! - auch diese Werte stellen den jeweiligen absoluten maximal-Wert dar. Das heißt aber auch wiederum, ein Speicher mit hohem Nbs kann trotzdem möglicherweise schneller mit einem Write-CMD fertig sein, als ein Speicher mit niedrigerem Nbs. Jedoch ergeben diese Angaben eine Tendenz über die vom jeweiligen Hersteller maximal möglichen/erwarteten/zulässigen Zyklen.

Card	MMC 16MB Infineon	MMC 32MB Infineon	MMC 64MB Transcend	MMC 128MB SanDisk	MMC 1GB Hama	MMCmicro 512MB X4store	RS-MMC 32MB SanDisk	MMCmobile 64MB Transcend
MID-OID	01-0000	01-0000	06-0000	02-0000	48-FFFF	6F-0000	02-0000	2C-0000
maxclk	20MHz	20MHz	20MHz	20MHz	20MHz	20MHz	20MHz	20(26)MHz
usedclk*	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz
Nac	10.012	10.012	10.012	10.012	800.000	50.000	100.000	50.000
Nbs	40.048	40.048	40.048	40.048	102.400.000	1.600.000	400.000	1.600.000
maxsectors	31.424	62.720	125.440	250.880	2.007.040	1.003.520	62720	125.440
sectorsize	512	512	512	512	512	512	512	512

Card	MMCmobile 512MB Transcend	MMCmobile 1GB extreme	MMCmobile 2GB green memory	MMCmobile 2GB Kingston	MMCplus 512MB Transcend	MMC 1GB extreme	MMCplus 2GB Transcend	MMCplus 4GB Pretec
MID-OID	15-0000	00-0000	6F-0000	70-0000	1E-FFFF	4B-4342	1E-FFFF	19-5944
maxclk	20MHz	20MHz	20(52)MHz	20(52)MHz	20(52)MHz	20MHz	20(52)MHz	20(52)MHz
usedclk*	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz
Nac	15.012	30.000	10.000	200.012	50.000	35.000	200.000	200.012
Nbs	1.921.536	480.000	1.280.000	25.601.536	1.600.000	1.120.000	6.400.000	25.601.536
maxsectors	1.003.520	1.935.360	1.945.600	1.983.488	990.208	2.022.912	1.981.952	1.988.096
sectorsize	512	512	1024	1024	512	512	1024	2048

Card	M-Bridge 1GB Hama	SD 16MB Panasonic	microSD 128MB Prima	SD 128MB SanDisk	SD 512MB Formel1	SD 1GB 133x SanDisk	miniSD 1GB SanDisk	microSD 1GB Hama
MID-OID	04-4450	01-4150	13-474B	03-4453	02-4D54	03-4453	03-4453	1B-4D53
maxclk	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz
usedclk*	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz
Nac	10.000	5.012	50.000	15.000	2.000	15.000	15.000	802.200
Nbs	320.000	160.384	1.600.000	240.000	64.000	240.000	240.000	12.835.200
maxsectors	1.990.656	29.120	249.344	246.016	1.000.448	1.984.000	1.984.000	1.995.776
sectorsize	512	512	512	512	512	512	512	512

Card	SD 1GB Fuji	SD 1GB premium	SD 1GB 80x Transcend	SD 2GB plus USB ATTiA	microSD 2GB SanDisk	microSD 2GB Transcend	SD 2GB Kingston	SD 2GB Panasonic
MID-OID	1B-4D53	1B-4D53	1C-5653	29-4441	03-4453	1E-4241	02-4D54	01-4150
maxclk	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz
usedclk*	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz
Nac	802.200	802.200	50.000	10.000	15.000	200.000	400.000	5.012
Nbs	12.835.200	12.835.200	1.600.000	320.000	240.000	6.400.000	1.600.000	80.192
maxsectors	1.995.776	1.995.776	1.999.872	1.964.032	1.985.024	1.948.672	1.927.168	1.967.616
sectorsize	512	512	512	1024	1024	1024	1024	1024

Card	SD 2GB premium	SD 2GB Transcend	SD 2GB Ultra-II SanDisk	SD 4GB memoQ	SD      /      SDHC 4GB Transcend		SDHC 4GB Transcend	SDHC 4GB SanDisk
MID-OID	02-4D54	1B-4D53	03-4453	19-5944	1C-5653		1B-4D53	03-4453
maxclk	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz		25MHz	25MHz
usedclk*	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz		8MHz	8MHz
Nac	20.000	200.000	15.000	20.012	30.000	100.000	100.000	100.000
Nbs	640.000	6.400.000	240.000	2.561.536	120.000	250.000	250.000	250.000
maxsectors	1.921.024	1.981.440	1.931.264	1.956.352	1.967.616	7.870.464	7.811.072	7.959.552
sectorsize	1024	1024	1024	2048	2048	512	512	512

Card	SDHC 4GB Fuji	SDHC 4GB green memory	SDHC 4GB Kingston	SDHC 4GB Panasonic	SDHC 4GB Ultra-II SanDisk	SDHC 4GB Toshiba	microSDHC 4GB SanDisk	microSDHC 4GB Hama
MID-OID	1B-4D53	03-6883	02-4D54	01-4150	03-4453	02-4D54	03-4453	27-4850
maxclk	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz
usedclk*	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz
Nac	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000
Nbs	250.000	250.000	250.000	250.000	250.000	250.000	250.000	250.000
maxsectors	7.811.072	7.913.472	7.729.152	7.741.440	7.744.512	7.741.440	7.959.552	7.843.840
sectorsize	512	512	512	512	512	512	512	512

Card	microSDHC 8GB SanDisk	microSDHC 8GB Transcend	SDHC 8GB Reekin	SDHC 8GB green memory	SDHC 16GB Panasonic	SDHC 16GB Transcend	SDHC 16GB takeMS	SDHC 16GB PNY
MID-OID	03-4453	1E-4241	1D-4441	27-4850	01-4150	1E-4241	19-5944	03-4453
maxclk	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz
usedclk*	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz
Nac	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000
Nbs	250.000	250.000	250.000	250.000	250.000	250.000	250.000	250.000
maxsectors	15.954.944	15.661.056	15.332.352	15.720.448	31.645.696	31.387.648	31.776.768	31.116.288
sectorsize	512	512	512	512	512	512	512	512

Card	microSDHC 16GB SanDisk	SDHC 32GB green memory	microSDHC 32GB ADATA	SDXC 64GB Transcend
MID-OID	03-4453	02-4D54	03-4453	1E-4241
maxclk	25MHz	25MHz	25MHz	25MHz
usedclk*	8MHz	8MHz	8MHz	8MHz
Nac	100.000	100.000	100.000	100.000
Nbs	250.000	250.000	250.000	500.000
maxsectors	31.116.288	63.700.992	62.333.952	124.925.952
sectorsize	512	512	512	512

* Um vergleichbare Werte für Nac und Nbs zu erhalten, wurden die Parameter mittels des STR-H711 Boards
gelesen, da dort die maximal nutzbare CLK für SPI (bei MMC und SD Karten) 8MHz beträgt.

ATMega128	STR-H711	LPC1114	LPC1343	LPC1769
LPC-H2148	STM32-H103	MCBSTM32	AT91SAM7Sxx	AT91SAM7XCxx
AT91SAM7SExx	SAM3SxA_Stick

• Das ATMega128 Board kann alle Karten mit 7,3728MHz maximal treiben. (MCLK/2)
• Das STR-H711 Board kann alle Karten mit 8MHz maximal treiben. (MCLK/6)
• Die LPCXpresso LPC1114 und LCP1343 Boards können MMCs mit 19,2MHz, SDs mit 24MHz und MMCplus(HS-MMC) mit 48MHz maximal treiben.
• Das LPCXpresso LCP1769 Board kann MMCs mit 12,5MHz, SDs mit 25MHz und MMCplus(HS-MMC) mit 50MHz maximal treiben.
• Das LPC-H2148 Board kann MMCs mit 12MHz und SDs/MMCplus(HS-MMC) mit 24MHz maximal treiben.
• Das STM32-H103 Board kann alle Karten mit 18MHz maximal treiben. (PCLKx/2)
• Die AT91SAM7xxx Boards können MMCs mit 15,9744MHz, SDs mit 23,9616MHz und MMCplus(HS-MMC) mit 47,9232MHz maximal treiben.
• Der AT91SAM3SxA Stick kann MMCs mit 16 bzw. 24MHz, SDs mit 24MHz und MMCplus(HS-MMC) mit 48MHz maximal treiben.

Nicht unterstützte Karten:

Die Transcend 4GB MMCplus lässt sich nicht in den SPI Idle-state versetzten (GO_IDLE_STATE) (card 394426 01 03)

Ein Blick in eine Karte? Warum nicht ...

Was gibt's da so besonderes?
Der Schreibschutzschalter hat keine meldende Verbindung zum Innenleben. Das heißt, ignoriert der Adapter / der Host den Schalter, kann (wenn kein WriteProtect per Software gesetzt wurde) trotzdem geschrieben werden.



Warum unterschiedliche Angaben von maxsectors bei gleichem Brutto-Speicher ?
In eigendlich allen MMC- und SD-Karten wird Wear-Leveling betrieben, um den physikalischen Speicher gleichmäßig (max. Erase-/Schreibzyklen der Pages) zu belasten. Dabei werden die Nutzer- (logischen) Pages, z.B. mittels einer Art Tabelle, physikalischen Pages zugeordnet. Diese Verwaltung / Tabelle braucht natürlich auch eine Teil des Flash-Speichers (und darf selbst auch nicht ständig die selben phys. Pages verwenden).
Zum Wear-Leveling gibt es reichlich Patente weltweit und seit der Übernahme von M-Systems durch SanDisk ist liegen diese sehr zentral (->Lizenzen). Aber einige wenige gute Ideen / Alternativlösungen sind patentfrei...

Und hier noch einige hilfreiche Links zum Thema MMC/SD , SDHC sowie Wear-Leveling:

64MB MMC und PIC-Mikrocontroller

Ulrich Radig (AVR/ARM-Projects)

How to Use an MMC

SanDisk - SD physical spec

SanDisk - SD spec v1.9

SanDisk - SD spec v2.2

SanDisk - Application notes

MMC - System Spec v3.31 (short version)

MMC - System Spec v4.1 (short version)

SanDisk - MultiMediaCard Product Manual

Samsung - Comparison btw. MMC & SD (incl. MMC4.2 & SD2.0)

About SDHC Memory Card

Simplified Version of PHYSICAL LAYER SPEC V2.0

ELM - How to support SDC Ver2 and high capacity cards

Cardspeed - SD 2.00: SDHC with CSD 2.0

Samsung - High Density MMC Application Note

Intel - WearLeveling FTL

M-Systems - Wear Leveling of TrueFSS

SanDisk - WhitePaper Wear Leveling

M-Systems - WhitePaper Increasin Life Expectancy of Flash