SD
卡操½
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½用卡内智½控制模块进行
FLASH
操½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½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½令，然后等待½令完成，主机无需关心具
½操½的完成。½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½，读没有限制。
擦除操½可以加速写操½，因为在写之前会进行擦除。
3 SD
总线模式
3.1 Negotiating Operation Conditions
½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½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。
3.2 SD
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
½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½读取该号。
DAT3
线上内½的上拉电阻用来侦测卡。在数据传输时电阻断开(½用
ACMD42)。
3.3
卡状态
卡状态分别存放在下面两个区域：
卡状态（Card
Status）
，存放在一个
32
½状态寄存器，在卡响应主机½令时½为数据传
送给主机。
SD
状态（SD_Status）
，½主机½用
SD_STATUS（ACMD13）½令时，512
½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½和扩展½等的
扩展状态½。
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½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。
WP Group:写保护单½。大小包括几个 group，写保护由一½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½
Single Block Mode: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
½的
CRC
校验码，接受端根据校验码进行检验。读操½的块长度受设备
sector
大小
(512
bytes)的限制，½是可以最小为一个字节。不对½的访问是不允许的，每个数据块必须½于
单个物理
sector
内。写操½的大小必须为
sector
大小，起始地址必须与
sector
边界对½。
Multiple Block Mode:主机可以读写多个数据块（相同长度）
，根据½令中的地址读取或
写入连续的内存地址。操½通过一个停止传输½令结束。写操½必须地址对½。
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
25 Mbit/s，四根数据线最大传输速率为 100 Mbit/s。
3.7
数据保护
每个
sector
的数据通过
Error Correction Code (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½是
sector。为了加速擦除操½，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½可以通过
PROGRAM_CSD指令进行设½。
永久保护½一旦设½将无法清除。
3.10
拷贝½
通过CSD寄存器中的拷贝½（copy
bit）设½SD卡中的数据是原始数据还是拷贝数据。拷贝½一旦设½，
将无法清除，在测试和格式化时½用。
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