SD卡-中文学习笔记

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1、SD卡操作一、概述1、简介SD卡是基于flash的存储卡。SD卡和MMC卡的区别在于初始化过程不同。SD卡的通信协议包括SD和SPI两类。SD卡使用卡内智能控制模块进行FLASH操作控制，包括协议、安全算法、数据存取、ECC算法、缺陷处理和分析、电源管理、时钟管理。2、功能介绍2.1特点1)主机无关的FLASH内存擦除和编程读或写数据，主机只要发送一个带地址的命令，然后等待命令完成，主机无需关心具体操作的完成。当采用新型的FLASH时，主机代码无需更新。2)缺陷管理3)错误恢复4)电源管理Flash每个扇区有大约10万次的写寿命，读没有限制。擦除操作可以加速写操作，因为在写之前会进行擦除。3S

2、D总线模式3.1NegotiatingOperationConditions当主机定义了SD卡不支持的电压范围时，SD卡将处于非活动状态，将忽略所有的总线传输。要退出非活动状态唯一的方法就是重新上电。3.2SD卡获取和识别SD卡总线采用的是单主多从结构，总线上所有卡共用时钟和电源线。主机依次分别访问每个卡，每个卡的CID寄存器中已预编程了一个唯一的卡标识号，用来区分不同的卡。主机通过READ_CID命令读取CID寄存器。CID寄存器在SD卡生产过程中的测试和格式化时被编程，主机只能读取该号。DAT3线上内置的上拉电阻用来侦测卡。在数据传输时电阻断开(使用ACMD42)。3.3卡状态卡状态分别存

3、放在下面两个区域：卡状态（CardStatus），存放在一个32位状态寄存器，在卡响应主机命令时作为数据传送给主机。SD状态（SD_Status），当主机使用SD_STATUS（ACMD13）命令时，512位以一个数据块的方式发送给主机。SD_STATUS还包括了和BUS_WIDTH、安全相关位和扩展位等的扩展状态位。3.4内存组织数据读写的基本单元是一个字节，可以按要求组织成不同的块。Block:块大小可以固定，也可以改变，允许的块大小是实际大小等信息存储在CSD寄存器。Sector:和擦除命令相关，由几个块组成。Sector的大小对每个设备是固定的，大小信息存储在CSD寄存器。WPGrou

4、p:写保护单位。大小包括几个group，写保护由一位决定，对每个设备大小是固定的，存储在CSD寄存器。3.5读写操作SingleBlockMode:主机根据事先定义的长度读写一个数据块。由发送模块产生一个16位的CRC校验码，接受端根据校验码进行检验。读操作的块长度受设备sector大小(512bytes)的限制，但是可以最小为一个字节。不对齐的访问是不允许的，每个数据块必须位于单个物理sector内。写操作的大小必须为sector大小，起始地址必须与sector边界对齐。MultipleBlockMode:主机可以读写多个数据块（相同长度），根据命令中的地址读取或写入连续的内存地址。操作通过

5、一个停止传输命令结束。写操作必须地址对齐。3.6数据传输速率SD卡可以通过单数据线（DAT0）或四根数据线（DAT0-DAT3）进行数据传输。单根数据线传输最大传输速率为25Mbit/s，四根数据线最大传输速率为100Mbit/s。3.7数据保护每个sector的数据通过ErrorCorrectionCode(ECC)进行保护。在写sector时生成ECC，在读sector时检验ECC。如果发现错误，在传输前进行纠正。3.8数据擦除SD卡数据擦除的最小单位是sector。为了加速擦除操作，多个sector可以同时擦除。为了方便选择，第一个指令包含起始地址，第二个指令包含结束地址，在地址范围内的

6、所有sector将被擦除。3.9写保护两种写保护方式可供选择，永久保护和临时保护，两种方式都可以通过PROGRAM_CSD指令进行设置。永久保护位一旦设置将无法清除。3.10拷贝位通过CSD寄存器中的拷贝位（copybit）设置SD卡中的数据是原始数据还是拷贝数据。拷贝位一旦设置，将无法清除，在测试和格式化时使用。3.11CSD寄存器所有SD卡的配置信息存储在CSD寄存器。通过SEND_CSD读取，PROGRAM_CSD修改。4SPI模式二、SD卡接口描述1引脚和寄存器主机通过9个引脚和SD卡相连1.1SD模式引脚扩展数据线(DAT1-DAT3)上电后为输入，SET_BUS_WIDTH命令执行

7、后作为数据线。即使只有DAT0使用，所有数据线都和外部上拉电阻连接，否则DAT1&DAT2（如果未被使用）的振荡输入将引起非期望的高电流损耗。上电后，数据线输入50K(+/-20K)欧姆的上拉（用来进行卡侦测和SPI模式选择）。用户可以在常规数据传输时，通过SET_CLR_CARD_DETECT(ACMD42)命令分离上拉。1.2SPI模式引脚1.3寄存器名称宽度描述CID128卡标识号RCA16