SD卡原理及内部结构

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1、摘要SD卡（SecureDigitalMemoryCard）是一种为满足安全性、容量、性能和使用环境等各方面的需求而设计的一种新型存储器件，它的出现提供了一种便宜的、结实的卡片式的存储媒介。SD卡允许在两种模式下工作，即SD模式和SPI模式，　SD卡在24mm×32mm×2.1mm的体积内结合了〔SanDisk〕快闪记忆卡控制与MLC（MultilevelCell）技术和Toshiba（东芝）0.16u及0.13u的NAND技术，通过9针的接口界面与专门的驱动器相连接，不需要额外的电源来保持其上记忆的信息。而且它是一体化固体介质，没有任

2、何移动部分，所以不用担心机械运动ＳＤ卡的容量从１６兆字节到最高３２ＧＢ不等。容量范围如此之宽，可为众多应用提供充足的外部存储空间。ＳＤ卡做为各种消费电子产品外部存储的应用、开发技术己经非常成熟、广泛。关键字SD卡存储器一SD卡发展历程　　SD卡的技术是基于MultiMedia卡（MMC）格式上发展而来，大小和MMC卡差不多，尺寸为32mmx24mmx2.1mm。长宽和MMC卡一样，只是比MMC卡厚了0.7mm，以容纳更大容量的存贮单元。SD卡与MMC卡保持着向上兼容，也就是说，MMC卡可以被新的SD设备存取，兼容性则取决于应用软件，但S

3、D卡却不可以被MMC设备存取。（SD卡外型采用了与MMC卡厚度一样的导轨式设计，以使SD设备可以适合MMC卡)。　　SD卡接口除了保留MMC卡的7针外，还在两边加多了2针，作为数据线。采用了NAND型FlashMemory，基本上和SmartMedia的一样，平均数据传输率能达到2MB/s。　　设有SD卡插槽的设备能够使用较簿身的MMC卡，但是标准的SD卡却不能插入到MMC卡插槽。SD卡能够插于CF卡和PCMCIA卡上，插上转接器使用；而miniSD卡和microSD卡亦能插上转接器于SD卡插槽使用。一些USB连接器能够插上SD卡，而且

4、一些读卡器亦能够插上SD卡，并由许多连接埠，例如USB、FireWire等存取使用。SD卡的结构能保证数字文件传送的安全性，也很容易重新格式化，所以有着广泛的应用领域，音乐、电影、新闻等多媒体文件都可以方便地保存到SD卡中。因此不少数码相机也开始支持SD卡。　　SD卡是东芝在MMC卡技术中加入加密技术硬件而成，由于MMC卡可能会较易让使用者复制数码音乐，东芝便加入这些技术希望令音乐业界安心。类似的技术包括索尼的MagicGate，理论上加密技术可引入一些数码版权管理措施，但这功能甚少被应用。　　　二SD卡的结构组成2.1SD卡内部结构及

5、引脚如下图所示： SD卡内部图.JPG2.2、SD卡管脚图：SD卡图.JPGSD卡主要引脚和功能为：CLK：时钟信号，每个时钟周期传输一个命令或数据位，频率可在0～25MHz之间变化，SD卡的总线管理器可以不受任何限制的自由产生0～25MHz的频率；CMD：双向命令和回复线，命令是一次主机到从卡操作的开始，命令可以是从主机到单卡寻址，也可以是到所有卡；回复是对之前命令的回答，回复可以来自单卡或所有卡；DAT0～3：数据线，数据可以从卡传向主机也可以从主机传向卡。SD卡以命令形式来控制SD卡的读写等操作。可根据命令对多块或单块进行读写操作

6、。在SPI模式下其命令由6个字节构成，其中高位在前。SD卡命令的格式如表1所示，其中相关参数可以查阅SD卡规范。2.3、MicroSD卡管脚图：MicroSD卡管脚图.JPGSD卡与MicroSD卡仅仅是封装上的不同，MicroSD卡更小，大小上和一个SIM卡差不多，但是协议与SD卡相同。2.4Sd卡的操作模式2.5Sd卡的操作时序把引脚去掉2.6Sd卡的寄存器2.7初始化SD卡工作流程三关于SD卡的几点注意事项。1、无论我们愿意不愿意，SD卡每次读写数据的最小单位是1个扇区，即512个字节。2、SD卡与单片机连接的SPI总线不能太长，

7、要尽量短。这样的好处是速度可以更快，也不容易出错。3、虽然我们并不关心FAT文件表，但是我们仍然要关心SD卡的存储结构，如果我们不想使用PC机来读取保存在SD卡上的数据那我们就不用关心SD存储结构了。但，作为一个大容量的可移动存储设备，不能用PC机来读取是个很大的遗憾，我解决这个遗憾的方法如下：3-1、因为我不了解FAT复杂的结构，所以我做的程序没法去按照FAT表的各项功能来进行创建文件、删除文件、创建目录等等操作。3-2、虽然我们的单片机不能创建文件，但是PC机是可以创建文件的啊！所以我使用PC机将SD卡格式化，之后在SD卡上创建一个

8、大文件，比如我的128M的SD卡上我建立了一个100M的文件。这里需要注意一下，一般使用windows创建文件的功能时是没有办法指定创建文件的大小的，空文件就是0个字节的长度，而我们是需要一个固定长度的文件