SD卡手册范文模版

10SD卡〔SecureDigitalCard：基于FLASH性能目的设计的。SD1-1所示：图1-1SD卡不但有大容量存储单元，还集成有智能把握器来实现接口协议治理、安全性能、版权ECC校验等。特点：2GB容量、SD卡协议兼容、SPI模式把握、版权保护、密码保护SD卡通讯方式：SD 6线通讯〔clk、cmd、D0—3〕数据出错保护传送 单块、多块数据传送SPI3线串行总线〔clk、DI、DO〕可选的非数据保护传送读写次数性能：

单块、多块数据传送SD卡数据读次数：不受限〔无限次〕 每扇区写：100,000次SDMode:SD模式下多卡的识别：SD卡模式是单主机多从机模式，clkpower线共用；识别过程如cmdCID存放器是事先编程好的，它是一个用在卡识别过程中唯一数字，主机能使用READ_CIDCID存放器的值，主机只能读而不能写。内部上拉的DAT3脚可以用来进展卡插入的侦测，在数据传输过程中可以将上拉电阻断开〔使用ACMD4。CardStatus32bit的存放器中，它被当做命令应答的数据区来发送，它包含卡当前的状态及上一个命令的完成代码，可以通过SEND_STATUS命令读取。SD_Status：存储在512bit的存放器中，当发送命令SD_STATUS〔ACMD13〕时它被当做一块数据块来发送。1-2所示：byte面对块的命令：Block：块大小就是发送块传输命令时传输的数据字节数，大小可变也可以固定，块的大小CSD存放器中。图1-2一次擦除单元的粒度一般与面对块命令不同Sector：这是和擦除命令有关的单元，每个设备扇区的大小事固定的，扇区的大小信息存储CSD存放器中。具有写保护的卡：WPGroup：拥有独立写保护的最小单元，Itssizeisthenumberofgroupswhichwillbewriteprotectedbyonebit，每张卡WPGroup的大小也是固定的，大小信息存在CSD中。数据传输速率：SD卡可以单数据线(DAT0)或4数据线〔DAT0-3〕进展数据传输，单线最大速率为25Mbps，4线最大为100Mbps。擦除：最小擦除单元是卡的一个扇区，为了提高效率，也可以多块扇区一起擦除，首先发送全部被擦除。写保护：有两个保护级别可供选择，永久的和临时的，可以通过PROGRAM_CSD命令设置，永久写保护位一旦设置就无法去除，这项特性应用在SD卡把握器固件。SPIMode:卡识别过程：主机必需知道连接在总线上的卡的个数，主机通过选定CS〔CD/DAT3〕线来选定卡，内部带上拉电阻的DAT3线可以用来做卡插入侦测。CardStatus：在SPI模式下只有16bit可以从32bit的SDCardstatus存放器中读出，与SD模式下一样可以用ACMD13读出SD_STATUS。存储空间阵列分区：与SD模式下全都。读写操作：在SPI模式下可以支持多块和单块数据传输。数据传输率：SPI模式下只有单根数据线，25Mbps。擦除、写保护与SD模式全都。图2-1SD卡外形尺寸图2-2SD引脚尺寸图2-3SD模式下管脚安排图NOTE：1)S=电源，I=input，O=output使用上拉驱动上电后DAT1-3为input，发送SET_BUS_WIDTH命令后DAT1-3接外部上拉电阻，尽管有可能只用DAT0.上电后，内部有50Kohm的电阻上拉〔可以用作卡插入侦测，上拉可通过SET_CLR_CARD_DETECT〔ACMD42〕命令断开。图2-4SPI模式下管脚安排NOTE：1)S=电源，I=input，O=output2)RSV为浮动输入，需外接上拉电阻。图2-5SD卡的存放器SDidleGO_IDLE〔CMD0〕命令来复位SD卡。SD模式：CMD：双向信号线DAT0-3：双向信号线CLK：主机到卡的线VDD：卡的电源线VSS[1:2]:地线SPI模式：CS: 主机到卡的线CLK：主机到卡时钟线

图2-6SD卡构造图DI：DO：

主机到卡数据线卡到主机数据线SPI模式和SD8bit的整数倍并且和CS对齐，SPI传输过程中CS必需有效，除卡编程〔cardprogramming〕的时候，SPI模式中使用的是SD模式协议和命令的子集。上电SD模式上电：上电后SDidle

图2-7SD模式下上电过程SDACMD41命令，ACMD41命令推断操作电压范围以及查询SDSDACMD41的应答还包括了忙标志位，说明SD1s。CMD1’电平，系列的长度为最大值1ms74个时钟周期或者电源上升时间。全部的主机都必需能完成ACMD41和CMD1，CMD1是用于查询MMCACMD41或者CMD1必需通过CMD线分别发送到每一张卡上。总线电路图2-8总线电路信号线负载要求如表2-1所示：表2-1信号线负载要求其中CL=Chost+Cbus+N*Ccard Chost：主机电容Cbus：总线电容Ccard：卡电容输入输出0/1电平范围：表2-2输入输出0/1电压范围SD模式下SD卡存放器：OC〔OperatingConditionsRegister：32bit，存储SD卡的操作电压等级，在2.0-3.6V的电压范围内SD卡能够进展电压识别过程。然而访问在存储区的数据却需要在2.7-3.6v的电压范围内，OCR存放器给出了能进展数据访问操作的电压范围，表2-3给出了存放器的内容：表2-3OCR存放器内容图2-9OCR存放器构造假设busy位置位，说明SD已经完成了上电流程。CI〔CardIdentificationRegist：CID为16byte的存放器，包含了唯一的卡号，卡号是在制造时写入的并且不行被更改，SD与MMC有不同的CID存放器。CSD(CardSpecificData)存放器：CSD包含卡的配置信息SCR〔SDCARDConfigurationRegister〕结存器：它和CSD存放器一样是SD卡的配置存放器，它供给了SD卡的特性，64bit，该存放器在制造时就被设置好了。RCA存放器：16bit的与卡地址相关的存放器，它是卡识别完成后主机和卡的通讯地址。SPI模式下全部的存放器都是可访问的，它们的格式也和SD模式下的格式一样，但一些区域SPI模式下不允许访问。3、SD卡协议SD总线协议SD总线的通讯是基于命令和数据流的，使用一个起始位开头，一个停顿位完毕。命令：命令是一个操作的起始令牌，一个命令或者发送给一个卡〔addressedcommand〕或者发送给全部卡〔broadcastcommand，命令通过CM线串行传输。应答：应答是一张卡或全部连接的卡的数据起始令牌，它作为从前命令的应答，它同样是通过CMD线串行传输的。数据：数据则是双向的，数据传输通过数据线。SD模式命令、应答和数据传送〔没有应答和没有数据传输〕卡地址是在初始化阶段安排的，SD卡总线就是基于命令应答的传输。命令编码格式：应答编码格式：应答依据内容不同一共有4种格式，长度为48bit或者136bit。在CMD线上，MSB先发然后才是LSB。当使用4个数据线时，数据一次传送4bit，起始位、停顿位和CRC校验位分别发送，各个数据线的CRC期间ＤＡＴ１－３上的数据不必关心。１线和４线传送格式协议的功能说明：主机发送以下两种命令：BroadcastCommand：针对全部卡的命令，有写命令需要应答。Addressed〔Point-to-Point〕Command：发送到特定一张卡的命令，需要应答。两种操作模式：卡识别模式：复位后主时机进入该模式下，在该模式中主时机在总线上查找卡，SD卡将始终在这个模式下直到接收到SEND_RCA〔CMD3〕命令。当卡处于该模式下，主机复位全部的卡，检测操作电压、识别SD卡和公布它们的RCA这些操作时各个卡在自己的CMD线上分别进展的，在该模式下全部的数据都是通过CMD传送的。数据传送模式：SD卡一旦公布RCA就会进入数据传送模式，全部的卡都被识别了后主机将进入数据传送模式。状态转换图复位：软件复位命令为GO_IDLE_STTE〔CMD0，除了Inactiv状态外的其他状态收到该命令后都将进入IDLE状态，上电后全部的卡都将进入IDLE状态，包括处于Inactive状态的卡，在开头总线使用之前必需发发送至少74个时钟。上电后或收到CMD0后，SD卡的CMD线处于输SD卡的RC〔并且配置为一个默认驱动级配置〔低速、高驱动电流力气。5987SPI协议定义：SPI模式下全部的命令和数据都是基于8bit和字节与CS对齐的根底上。SPI信息也是由命令、应答和数据块令牌建立起来的全部的通讯都有主机把握发生，通过使CS有效〔低电平〕来开头总线传输。SPI模式的应答与SD模式的应答在以下三个方面不同：被选中的卡总是应答命令使用8bit或者16bit的应答格式当遇到传输出错时主机将承受到错误应答而不是SD模式下的超时应答。模式选择：将处于SD模式下的SD卡唤醒，假设承受复位命令〔CMD0〕的时候CS被选中则SD卡进入SPI模式。SD卡切换到SPI模式并发送SPI模式下的R1应答。唯一回到SD模式的方法就是重上电，默认的SPI命令构造式没有CRCSDCMD0命令要跟着一个有效的CRC字节，尽管命令式使用SPI模式下的命令构造发送的。CMD0是静态命令，其CRC校验7bit的0x4a‘1’即CRC=0x95，CMD0命令系列为40_00_00_00_00_95,SPICRCCRC主机可以通过CRC_ON_OFF〔CMD59〕命令来开关CRC校验功能。读取数据：SPCMD17和CMD18SD卡接收到有效的读命令后将发送一个应答信号，应答信号后紧接着要读取的数据，读取数据的长度由SET_BLOCK_LENGTH〔CMD16〕命令设定，数据块后会接着一个16bit的CRC检验码，多项式为x^16+x^12+x^5+1，读取的最大长度为512READ_BL_LE〔CSD参数1到READ_BL_LEN变化。起始地址为可以为任意有效的字节地址，但读取内容必需在同一个物理扇区内〔待验证。多块读：使用16bit的CRC校验，通过CMD12来停顿多块数据的读操作。数据写：单块写SPI模式支持单块和多块数据的写入操作，接收到有效的写入命令〔CMD24和CMD25〕后SD卡发送应答并等待写入数据CRC校验和地址的规定和读操作时一样的，但唯一有效长度为512字节，全部的数据块都有一个起始令牌〔一个字节〕当数据块接收到后，SD卡将发送数据应答令牌，假设接收无误则将进展编程写入，只要SD卡编程忙，SD卡将发送一个持续的忙数据流给主机〔始终将DO拉低，一旦编程完成主机需使用SEND_STATUS(CMD13)命令检查编程结果，唯一有效的检查操作就是CRC检验和写错误标志。多块写多块写操作由StopTran令牌在下一个块处终止，主机通过SEND_NUM_WR_BLOCKS来获得写入块的数量。当SD卡编程时复位CS信号并不会终止编程，但DO会变成高阻，假设在未完成编程时拉低CS，DO将连续拉低并且拒绝全部命令。复位SD卡〔CMD0〕将终止全部马上或这在编程的操作，这将损坏数据格式。擦除和写保护：可以同时擦除多个块来增加数据传输力气，这是通过ERASE_WR_BLK_START(CMD32)ERASE_WR_BLK_END〔CMD33〕ERASE_WR_BLK_START(CMD32)、ERASE_WR_BLK_END〔CMD33、ERASE〔CMD38。假设CMD32，CMD33，CMD38不是按以上次序发送，则SD卡应置位状态存放器中的ERASE_SEQ_ERROR位并复位整个流程，接收到任何一个不在上述次序中的命令〔除SEND_STATUS〕SD卡都将置位状态存放器中的ERASE_RESET位，复位整个擦除的流程，假设擦除范围包含保护扇区，则保护扇区不变而只有非保护扇区被擦除，并且状态存放器中的WP_ERASE_SKIP位将被置位。地址设置命令中的地址区域是以字节为单位的SD卡无视小于WRITE_BLK_LEN大小的LSB中的擦除完后的数据可能为1也可能为0SD卡的供给商，SCR存放器中的DATA_STAT_AFTER_ERASE〔bit55〕定义了到底是1还是0。写保护：写保护包括3种：机械写保护，内部写保护和密码保护。机械保护：SD卡侧边有一个机械的滑动开关用于对卡进展保护与否的把握。CSD的永久/临时位可以使整张卡都处于永久保护的状态读CID/CSD存放器〔和SD模式不同〕读取CSD/CID存放器的内容就是一次块传输的过程，SD卡会发送一个标准的应答并跟着一个带有CRC-16的数据块。复位序列：电源上电复位或CMD0复位后，Sd卡进入IDLECMD1ACMD41、CMD59和CMD58。主机必需始终查询卡〔通过重复发送CMD1〕直到应答中的in_idle_state为为0，说明SD卡完成了初始化过程并预备好接收下一条命令。CMD1命令没有参数〔operands：操作数，主机使用CMD58去读取OCR存放器，当SD卡电压不适宜的时候主机应当避开对它的访问。但CMD58并不仅限于初始化阶段使用。时钟把握：SPI总线时钟可以被主机设置以使SD卡节约能耗和调整总线的传输速率，主机允许转变时钟频率甚至关掉时钟。SPI模式下的限制：12、SPI最终一个总线传输后，当主机要关掉时钟时需要再发送8个时钟后才能关闭时钟。在这期间CS可以选中也可以不选中。命令/应答序列：SD卡应答停顿位过后发送8个时钟。读数据传输：最终一个数据块的停顿位过后发送8个时钟。写数据传输：CRC状态令牌后发送8个时钟。3、对于状态忙的卡主机可以关闭其时钟，没有时钟信号SD卡照旧可以完成编程操作，但主机必需供给一个时钟边沿以消退忙标志，没有时钟边沿SD卡将永久拉低DO脚。错误条件：CRC和非法命令：以下任意一条将可能使SD卡拒绝命令：在读操作的时候发送的命令〔除CMD12以外在SD卡忙的时候发送的命令；SD卡锁定并且命令不是Class0或者Class7；不支持的命令；CRC检验失败；命令包含一个非法的操作；擦除次序中不在次序内的命令；SD卡发送读操作的数据块时发送的命令的应答将有可能打乱数据的传输。读、写和擦除超时条件：读操作的超时时间是100次或者100ms，写/擦除操作的超时时间是100次或者250ms，SD卡必SD卡在规定的时间内没有应答则主机认为SD卡不预备进展应答并且恢复〔复位卡、重上电。读：读允许时间是CSD存放器中的TAAC和NSAC两者的和这些参数定义了典型的从读命令的停顿位到数据块的起始位的延时。写：CSD存放器中的R2W_FACTOR域是用于计算典型的块编程时间，通过读取时间乘以该因子得到。它可以应用于全部的写/擦除命令。擦除：擦除命令持续的时间为写入块数乘以块写入延时。存储矩阵分区与SD模式一样。SD卡锁定和解锁功能是SanDisk的SD卡。SPI命令：SPI模式下命令和SD模式下全都，除了APP_CMD位外。SPI命令集：SPI命令为6byte长度并且MSB先发送。CRC-7：x^7+x^3+1SPI模式下的命令分为假设干类，每一类都支持了一序列的卡的功能操作，在两种模式下SD卡支持同一套可选命令类。SPI模式和SD模式所支持的和可选的命令类是不一样的。命令的具体描述：Note：假设命令没有参数则参数值设为0，保存命令与SD模式全都；二进制编码的命令被定义为一个助记符，如CMD0的命令区域为二进制000000，命令CMD39的命令区域为100111。写操作唯一有效的长度是512byte，读有效长度为1-512byte，设置块长度小于512byte将引起写错误，假设默认值被承受则CMD16设置的值并不是强制性的。起始地址和块长度必需设置以使数据传输时不会超越一个物理块的边界。数据后面跟着应答和busy。起始地址和一个山区的边界对齐，块长度一般是512字节。Note：SanDiskSD卡目前不支持该区域。32位写保护位，通过数据线以payload格式传输，其后跟着CRC-16。RD/WR_：1=主机从SD卡接收一个数据块，0=主机发送一个数据块到SD卡。应用程序特别命令：以下命令为应用程序特别命令，全部的特别命令前面都要先发送CMD55。应答：SPI模式下MSB先发送。R1：除SEND_STATUS命令另外全部命令的应答格式，长度为1个字节，MSB总是设置为0，其他位为错误标志，1表示错误发生。Inidlestate：SD卡处于idle状态并且正在进展初始化操作。Erasereset：接收到的擦除命令次序错导致的擦除序列去除。Illegalcommand：接收到非法命令。CommunicationCRCerror：最终一个命令CRC校验错。Erasesequenceerror：擦除命令序列中发生错误。Addresserror：地址未对齐。Parametererror：命令的参数不在给定的范围之内。R1b：除busy信号外R1b的应答格式与R1完全全都，busy信号可以使任意个字节，0表示SD卡处于忙状态，而不为0的状态即表示SD卡转备好接收下一条命令。R2：该应答为2个字节，是SEND_STATUS命令的应答。Eraseparam：擦除选择的扇区无效。Writeprotectviolation：命令尝试写一个保护块。R3：该应答是发送命令READ_OCR后SD卡发送给主机的应答，应答长度为5个字节，该构造的第一个字节为R1应答的格式其余4个字节包含OCR存放器。数据应答：全部写到SD卡的数据块都将通过数据应答告知，数据应答为1字节并且具有如下格式：Status：位的定义如下：010：数据被承受101：CRC错误数据被拒绝110：写错误数据被拒绝当写多块的时候发生任何错误〔CRC或者写错误〕主机应当使用CMD12停顿数据传输，当发生写错误时主机可以发送CMD13〔SEND_STATUS〕来获得发生错误的缘由，ACMD22命令可以获得成功写入的数据块的数量。数据令牌：MSB先发送。数据令牌长度为4-515个字节格式如下：单块读、单块写和多块读：第一个字节：起始字节：字节2-513〔长度由数据块长度打算最终2个字节：CRC-16多块写：每一个数据块的第一个字节：假设传送数据—startblock：假设停顿传输—stoptran：数据错误令牌：假设读取操作失败并且SDSD为1byte，格式如下：SD卡存放器：SPI模式下只有OCR、CSD、CID存放器可用，格式和SD模式下全都，但有一些字段在SPI模式下是无效的。SPI总线时序图：SD卡预备好状态下主机命令到SD卡应答：接收到SD卡应答后，主机必需保持时钟运行至少NCR时钟周期SD卡忙状态下主机命令到SD卡应答：数据读：数据块读操作〔除SEND_CSD〕时序：多块传输中的停顿传输操作：读CSD存放器：SEND_CSD命令的总线传输，应答和数据的超时时间为NCR。写数据：在SD卡忙时主机可以再任何时候释放CS，CS变高的第一个时钟SD卡释放DOSD卡是否还是忙主机需要重拉低CS线选中SD卡，SD卡在CS下降沿