SD卡中文学习笔记文档格式.docx
- 文档编号:18649408
- 上传时间:2022-12-30
- 格式:DOCX
- 页数:71
- 大小:1.13MB
SD卡中文学习笔记文档格式.docx
《SD卡中文学习笔记文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《SD卡中文学习笔记文档格式.docx(71页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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。
WPGroup:
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(512
bytes)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
主机通过重新上电来重置(reset)卡。
卡有它自身检测上电的电路,当上电后卡状态切换到idle状态。
也可以通过GO_IDLE(CMD0)指令来重置。
2SD卡总线拓扑
SD总线有6根通信线和三根电源供应线:
✧
CMD——命令线是双向信号线。
主机和卡通过pushpull模式工作。
DAT0-3——数据线是双向信号线。
CLK——时钟是从主机到卡的信号。
CLK通过pushpull模式操作。
VDD—VDD是所有卡的电源供应线。
VSS[1:
2]—VSS是2根地线。
名称
宽度
描述
CID
128
卡标识号
RCA
16
相对卡地址(Relativecardaddress):
本地系统中卡的地址,动
态变化,在主机初始化的时候确定
*SPI模式中没有
CSD
卡描述数据:
卡操作条件相关的信息数据
SCR
64
SD配置寄存器:
SD卡特定信息数据
OCR
32
操作条件寄存器
在初始化的时候,向每个卡分别发送命令,允许应用检测卡并给物理槽(physicalslot)
分配逻辑地址。
数据通常分别传输给每个卡。
然后,为了方便处理卡堆栈,初始化后所有
命令同时发送给所有卡,在命令数据包中包含了操作地址。
SD总线允许动态配置数据线数目。
上电后默认SD卡只用DAT0作为数据传输线。
初始
化后,主机可以改变总线宽度。
这个特性使得在硬件开销和系统性能间取得平衡。
3SPI总线拓扑
4电气接口
4.1上电
上电后,包括热插入,卡进入idle状态。
在该状态SD卡忽略所有总线操作直到接收到
ACMD41命令。
ACMD41命令是一个特殊的同步命令,用来协商操作电压范围,并轮询所
有的卡。
除了操作电压信息,ACMD41的响应还包括一个忙标志,表明卡还在power-up过
程工作,还没有准备好识别操作,即告诉主机卡还没有就绪。
主机等待(继续轮询)直到忙标
志清除。
单个卡的最大上电时间不能操作1秒。
上电后,主机开始时钟并在CMD线上发送初始化序列,初始化序列由连续的逻辑“1”
组成。
序列长度为最大1毫秒,74个时钟或supply-ramp-up时间。
额外的10个时钟(64个
时钟后卡已准备就绪)用来实现同步。
每个总线控制器必须能执行ACMD41和CMD1。
CMD1要求MMC卡发送操作条件。
在任何情况下,ACMD41或CMD1必须通过各自的CMD线分别发送给每个卡。
5寄存器
5.1OCR(OperatingConditionsRegister)
32位的操作条件寄存器存储了VDD电压范围。
SD卡操作电压范围为2~3.6V。
然而从
内存中访问数据的电压是2.7~3.6V。
OCR显示了卡数据访问电压范围,结构如下表所示。
表3-8OCR寄存器定义
OCR位
VDD电压范围
0-3
保留
4
1.6~1.7
5
1.7~1.8
6
1.8~1.9
7
1.9~2.0
8
2.0~2.1
9
2.1~2.2
10
2.2~2.3
11
2.3~2.4
12
2.4~2.5
13
2.5~2.6
14
2.6~2.7
15
2.7~1.8
2.8~2.9
17
2.9~3.0
18
3.0~3.1
19
3.1~3.2
20
3.2~3.3
21
3.3~3.4
OCR结构如下图所示。
如果第32位(busybit)置位,表明卡上电过程已结束。
5.2CID(CardIdentification)
CID寄存器长度为16个字节的卡唯一标识号,该号在卡生产厂家编程后无法修改。
SD
和MMC卡的CID寄存器结构不一样。
类型
宽
度
CID位
内容
CID值
厂商ID
Binary
[127:
120]
SD卡协会管理和分配
0x03
OEM/Application
ID(OID)
ASCII
[119:
104]
识别卡的OEM或卡内容,由制
造商分配
0x53,0x44
产品名(PNM)
40
[103:
64]
5个ASCII字符
SD128
产品版本(PRV)
BCD
[65:
56]
2个二进制编码的十进制数
产品版本
1
(30)
序列号(PSN)
[55:
24]
32位无符号整数
产品序列号
[23:
20]
生成日期(MDT)
[19:
8]
yym(从2000年的偏移量)
如:
Apr
2001=0x014
22
3.4~3.5
23
3.5~3.6
24-30
31
卡上电状态位(忙)
1、格式为“n.m”,如“6.2”表示为01100010
5.3CSD(CardSpecificData)
CSD寄存器包含访问卡数据所需的配置信息。
SD卡和MMC卡的CSD不同。
6数据交互格式和卡容量
通常,SD卡分为2个区:
✧用户区—用户通过读写命令存储安全和非安全数据。
✧安全保护区(SecurityProtectedArea)—版权保护应用程序用来保存安全相关数据,通
过SD安全规范中定义的条件验证后,由主机使用安全的读写指令完成操作。
安全保护
区的大小大概是总大小的1%。
CRC7校验和
(CRC)
[7:
1]
CRCCalculation:
G(x)=x7+3+1
M(x)=(MID-MSB)*x119+...+(CIN-LSB)*x0
CRC[6...0]=Remainder[(M(x)*x7)/G(x)]
CRC7
未用
[0:
0]
三、SD卡协议
1SD总线协议
SD总线通信是基于命令和数据位流方式的,由一个起始位开始,以一个停止位结束:
命令——命令是开始开始操作的标记。
命令从主机发送一个卡(寻址命令)或所有连
接的卡(广播命令)。
命令在CMD线上串行传送。
响应——响应是从寻址卡或所有连接的卡(同步)发送给主机用来响应接受到的命令
的标记。
数据——数据可以通过数据线在卡和主机间双向传送。
卡寻址通过会话地址方式实现,地址在初始化的时候分配给卡。
SD总线上的基本操作
是command/response。
数据传送采用块方式,数据块后接CRC校验位,操作包括单数据块和多数据块。
多数据
块更适合快速写操作,多数据块传输当在CMD线出现停止命令时结束。
数据传输可以在主
机端设置采用单数据线或多数据线方式。
块写操作在DAT0数据线写操作期间使用忙信号,无论用来传输的信号线数目是多少。
命令格式如下所示:
响应标记(token)根据内容不同具有四种格式,标记长度。
长度为48位或136位。
数
据块的CRC算法采用16位的CCITT多项式。
在命令行中,MSB位首先传送,LSB位最后传送。
当使用宽总线模式时,数据同时在4根数据线上传输。
开始位、结束位和CRC在每根数
据线上传送。
CRC对每根数据线单独计算。
CRC状态响应和Busy信号只通过DAT0由卡发送给
主机。
2协议功能描述
所有主机和SD卡间的通信由主机控制。
主机发送下述两类命令:
●
广播命令——广播命令发送给所有SD卡,有些命令需要响应。
寻址(点对点)命令——寻址命令只发送给具有相应地址的卡,并需要从卡返回一个响应。
对卡而言也有两类操作:
卡识别模式——在重置(reset)后当主机查找总线上的新卡时,处于卡识别模式。
重置后
SD卡将始终处于该模式,直到收到SEND_RCA命令(CMD3)。
数据传输模式——一旦卡的REC发布后,将进入数据传输模式。
主机一旦识别了所有总线
上的卡后,将进入数据传输模式。
操作模式与卡状态关系:
3卡识别模式
在卡识别模式,主机重置所有处于卡识别模式的SD卡,检验操作电压范围,识别卡并
请求卡发送相对卡地址RCA。
操作对每个卡在各自的CMD线上单独进行,所有的数据传
送只使用CMD线。
3.1重置
GO_IDLE_STATE(CMD0)是软件重置命令,设置每个SD卡进入Idle状态。
处于Inactive
状态的卡不受此命令影响。
主机上电后,所有SD卡进入Idle状态,包括处于Inactive状态的卡。
至少74个时钟
周期后才能开始总线传输。
上电或CMD0后,所有SD卡的命令线处于输入模式,等待下一个命令的起始位。
卡
通过一个默认的相对卡地址RCA(RCA=0x0000)和默认驱动寄存器设置(最低速,最高
驱动电流)初始化。
3.2操作电压范围验证
SD的物理规范标准要求所有SD卡能通过最小和最大供电电压间的任何电压和主机建
立通信。
然而,数据传输时的最小和最大电压值在操作条件寄存器OCR中定义,可能并不
能覆盖所有的电压范围。
SD卡主机希望通过读取卡的OCR寄存器获取合适的电压值或弹
出卡。
SD卡
3.3卡识别过程
在识别时钟速率fOD下主机开始卡识别过程。
SD卡的CMD线输出驱动是push-pull
驱动。
总线激活后,主机要求卡发送它们的有效操作条件(ACMD41precedingwithAPP_CMD
—CMD55withRCA=0x000
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- SD 中文 学习 笔记