SD卡手冊范文模版

10SD卡〔SecureDigitalCard：基于FLASH性能目的設(shè)計的。SD1-1所示：圖1-1SD卡不但有大容量存儲單元，還集成有智能把握器來實現(xiàn)接口協(xié)議治理、安全性能、版權(quán)ECC校驗等。特點：2GB容量、SD卡協(xié)議兼容、SPI模式把握、版權(quán)保護、密碼保護SD卡通訊方式：SD 6線通訊〔clk、cmd、D0—3〕數(shù)據(jù)出錯保護傳送 單塊、多塊數(shù)據(jù)傳送SPI3線串行總線〔clk、DI、DO〕可選的非數(shù)據(jù)保護傳送讀寫次數(shù)性能：

單塊、多塊數(shù)據(jù)傳送SD卡數(shù)據(jù)讀次數(shù)：不受限〔無限次〕 每扇區(qū)寫：100,000次SDMode:SD模式下多卡的識別：SD卡模式是單主機多從機模式，clkpower線共用；識別過程如cmdCID存放器是事先編程好的，它是一個用在卡識別過程中唯一數(shù)字，主機能使用READ_CIDCID存放器的值，主機只能讀而不能寫。內(nèi)部上拉的DAT3腳可以用來進展卡插入的偵測，在數(shù)據(jù)傳輸過程中可以將上拉電阻斷開〔使用ACMD4。CardStatus32bit的存放器中，它被當做命令應(yīng)答的數(shù)據(jù)區(qū)來發(fā)送，它包含卡當前的狀態(tài)及上一個命令的完成代碼，可以通過SEND_STATUS命令讀取。SD_Status：存儲在512bit的存放器中，當發(fā)送命令SD_STATUS〔ACMD13〕時它被當做一塊數(shù)據(jù)塊來發(fā)送。1-2所示：byte面對塊的命令：Block：塊大小就是發(fā)送塊傳輸命令時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，大小可變也可以固定，塊的大小CSD存放器中。圖1-2一次擦除單元的粒度一般與面對塊命令不同Sector：這是和擦除命令有關(guān)的單元，每個設(shè)備扇區(qū)的大小事固定的，扇區(qū)的大小信息存儲CSD存放器中。具有寫保護的卡：WPGroup：擁有獨立寫保護的最小單元，Itssizeisthenumberofgroupswhichwillbewriteprotectedbyonebit，每張卡WPGroup的大小也是固定的，大小信息存在CSD中。數(shù)據(jù)傳輸速率：SD卡可以單數(shù)據(jù)線(DAT0)或4數(shù)據(jù)線〔DAT0-3〕進展數(shù)據(jù)傳輸，單線最大速率為25Mbps，4線最大為100Mbps。擦除：最小擦除單元是卡的一個扇區(qū)，為了提高效率，也可以多塊扇區(qū)一起擦除，首先發(fā)送全部被擦除。寫保護：有兩個保護級別可供選擇，永久的和臨時的，可以通過PROGRAM_CSD命令設(shè)置，永久寫保護位一旦設(shè)置就無法去除，這項特性應(yīng)用在SD卡把握器固件。SPIMode:卡識別過程：主機必需知道連接在總線上的卡的個數(shù)，主機通過選定CS〔CD/DAT3〕線來選定卡，內(nèi)部帶上拉電阻的DAT3線可以用來做卡插入偵測。CardStatus：在SPI模式下只有16bit可以從32bit的SDCardstatus存放器中讀出，與SD模式下一樣可以用ACMD13讀出SD_STATUS。存儲空間陣列分區(qū)：與SD模式下全都。讀寫操作：在SPI模式下可以支持多塊和單塊數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸率：SPI模式下只有單根數(shù)據(jù)線，25Mbps。擦除、寫保護與SD模式全都。圖2-1SD卡外形尺寸圖2-2SD引腳尺寸圖2-3SD模式下管腳安排圖NOTE：1)S=電源，I=input，O=output使用上拉驅(qū)動上電后DAT1-3為input，發(fā)送SET_BUS_WIDTH命令后DAT1-3接外部上拉電阻，盡管有可能只用DAT0.上電后，內(nèi)部有50Kohm的電阻上拉〔可以用作卡插入偵測，上拉可通過SET_CLR_CARD_DETECT〔ACMD42〕命令斷開。圖2-4SPI模式下管腳安排NOTE：1)S=電源，I=input，O=output2)RSV為浮動輸入，需外接上拉電阻。圖2-5SD卡的存放器SDidleGO_IDLE〔CMD0〕命令來復(fù)位SD卡。SD模式：CMD：雙向信號線DAT0-3：雙向信號線CLK：主機到卡的線VDD：卡的電源線VSS[1:2]:地線SPI模式：CS: 主機到卡的線CLK：主機到卡時鐘線

圖2-6SD卡構(gòu)造圖DI：DO：

主機到卡數(shù)據(jù)線卡到主機數(shù)據(jù)線SPI模式和SD8bit的整數(shù)倍并且和CS對齊，SPI傳輸過程中CS必需有效，除卡編程〔cardprogramming〕的時候，SPI模式中使用的是SD模式協(xié)議和命令的子集。上電SD模式上電：上電后SDidle

圖2-7SD模式下上電過程SDACMD41命令，ACMD41命令推斷操作電壓范圍以及查詢SDSDACMD41的應(yīng)答還包括了忙標志位，說明SD1s。CMD1’電平，系列的長度為最大值1ms74個時鐘周期或者電源上升時間。全部的主機都必需能完成ACMD41和CMD1，CMD1是用于查詢MMCACMD41或者CMD1必需通過CMD線分別發(fā)送到每一張卡上?？偩€電路圖2-8總線電路信號線負載要求如表2-1所示：表2-1信號線負載要求其中CL=Chost+Cbus+N*Ccard Chost：主機電容Cbus：總線電容Ccard：卡電容輸入輸出0/1電平范圍：表2-2輸入輸出0/1電壓范圍SD模式下SD卡存放器：OC〔OperatingConditionsRegister：32bit，存儲SD卡的操作電壓等級，在2.0-3.6V的電壓范圍內(nèi)SD卡能夠進展電壓識別過程。然而訪問在存儲區(qū)的數(shù)據(jù)卻需要在2.7-3.6v的電壓范圍內(nèi)，OCR存放器給出了能進展數(shù)據(jù)訪問操作的電壓范圍，表2-3給出了存放器的內(nèi)容：表2-3OCR存放器內(nèi)容圖2-9OCR存放器構(gòu)造假設(shè)busy位置位，說明SD已經(jīng)完成了上電流程。CI〔CardIdentificationRegist：CID為16byte的存放器，包含了唯一的卡號，卡號是在制造時寫入的并且不行被更改，SD與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〕結(jié)存器：它和CSD存放器一樣是SD卡的配置存放器，它供給了SD卡的特性，64bit，該存放器在制造時就被設(shè)置好了。RCA存放器：16bit的與卡地址相關(guān)的存放器，它是卡識別完成后主機和卡的通訊地址。SPI模式下全部的存放器都是可訪問的，它們的格式也和SD模式下的格式一樣，但一些區(qū)域SPI模式下不允許訪問。3、SD卡協(xié)議SD總線協(xié)議SD總線的通訊是基于命令和數(shù)據(jù)流的，使用一個起始位開頭，一個停頓位完畢。命令：命令是一個操作的起始令牌，一個命令或者發(fā)送給一個卡〔addressedcommand〕或者發(fā)送給全部卡〔broadcastcommand，命令通過CM線串行傳輸。應(yīng)答：應(yīng)答是一張卡或全部連接的卡的數(shù)據(jù)起始令牌，它作為從前命令的應(yīng)答，它同樣是通過CMD線串行傳輸?shù)?。?shù)據(jù)：數(shù)據(jù)則是雙向的，數(shù)據(jù)傳輸通過數(shù)據(jù)線。SD模式命令、應(yīng)答和數(shù)據(jù)傳送〔沒有應(yīng)答和沒有數(shù)據(jù)傳輸〕卡地址是在初始化階段安排的，SD卡總線就是基于命令應(yīng)答的傳輸。命令編碼格式：應(yīng)答編碼格式：應(yīng)答依據(jù)內(nèi)容不同一共有4種格式，長度為48bit或者136bit。在CMD線上，MSB先發(fā)然后才是LSB。當使用4個數(shù)據(jù)線時，數(shù)據(jù)一次傳送4bit，起始位、停頓位和CRC校驗位分別發(fā)送，各個數(shù)據(jù)線的CRC期間ＤＡＴ１－３上的數(shù)據(jù)不必關(guān)心。１線和４線傳送格式協(xié)議的功能說明：主機發(fā)送以下兩種命令：BroadcastCommand：針對全部卡的命令，有寫命令需要應(yīng)答。Addressed〔Point-to-Point〕Command：發(fā)送到特定一張卡的命令，需要應(yīng)答。兩種操作模式：卡識別模式：復(fù)位后主時機進入該模式下，在該模式中主時機在總線上查找卡，SD卡將始終在這個模式下直到接收到SEND_RCA〔CMD3〕命令。當卡處于該模式下，主機復(fù)位全部的卡，檢測操作電壓、識別SD卡和公布它們的RCA這些操作時各個卡在自己的CMD線上分別進展的，在該模式下全部的數(shù)據(jù)都是通過CMD傳送的。數(shù)據(jù)傳送模式：SD卡一旦公布RCA就會進入數(shù)據(jù)傳送模式，全部的卡都被識別了后主機將進入數(shù)據(jù)傳送模式。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖復(fù)位：軟件復(fù)位命令為GO_IDLE_STTE〔CMD0，除了Inactiv狀態(tài)外的其他狀態(tài)收到該命令后都將進入IDLE狀態(tài)，上電后全部的卡都將進入IDLE狀態(tài)，包括處于Inactive狀態(tài)的卡，在開頭總線使用之前必需發(fā)發(fā)送至少74個時鐘。上電后或收到CMD0后，SD卡的CMD線處于輸SD卡的RC〔并且配置為一個默認驅(qū)動級配置〔低速、高驅(qū)動電流力氣。5987SPI協(xié)議定義：SPI模式下全部的命令和數(shù)據(jù)都是基于8bit和字節(jié)與CS對齊的根底上。SPI信息也是由命令、應(yīng)答和數(shù)據(jù)塊令牌建立起來的全部的通訊都有主機把握發(fā)生，通過使CS有效〔低電平〕來開頭總線傳輸。SPI模式的應(yīng)答與SD模式的應(yīng)答在以下三個方面不同：被選中的卡總是應(yīng)答命令使用8bit或者16bit的應(yīng)答格式當遇到傳輸出錯時主機將承受到錯誤應(yīng)答而不是SD模式下的超時應(yīng)答。模式選擇：將處于SD模式下的SD卡喚醒，假設(shè)承受復(fù)位命令〔CMD0〕的時候CS被選中則SD卡進入SPI模式。SD卡切換到SPI模式并發(fā)送SPI模式下的R1應(yīng)答。唯一回到SD模式的方法就是重上電，默認的SPI命令構(gòu)造式?jīng)]有CRCSDCMD0命令要跟著一個有效的CRC字節(jié)，盡管命令式使用SPI模式下的命令構(gòu)造發(fā)送的。CMD0是靜態(tài)命令，其CRC校驗7bit的0x4a‘1’即CRC=0x95，CMD0命令系列為40_00_00_00_00_95,SPICRCCRC主機可以通過CRC_ON_OFF〔CMD59〕命令來開關(guān)CRC校驗功能。讀取數(shù)據(jù)：SPCMD17和CMD18SD卡接收到有效的讀命令后將發(fā)送一個應(yīng)答信號，應(yīng)答信號后緊接著要讀取的數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)的長度由SET_BLOCK_LENGTH〔CMD16〕命令設(shè)定，數(shù)據(jù)塊后會接著一個16bit的CRC檢驗碼，多項式為x^16+x^12+x^5+1，讀取的最大長度為512READ_BL_LE〔CSD參數(shù)1到READ_BL_LEN變化。起始地址為可以為任意有效的字節(jié)地址，但讀取內(nèi)容必需在同一個物理扇區(qū)內(nèi)〔待驗證。多塊讀：使用16bit的CRC校驗，通過CMD12來停頓多塊數(shù)據(jù)的讀操作。數(shù)據(jù)寫：單塊寫SPI模式支持單塊和多塊數(shù)據(jù)的寫入操作，接收到有效的寫入命令〔CMD24和CMD25〕后SD卡發(fā)送應(yīng)答并等待寫入數(shù)據(jù)CRC校驗和地址的規(guī)定和讀操作時一樣的，但唯一有效長度為512字節(jié)，全部的數(shù)據(jù)塊都有一個起始令牌〔一個字節(jié)〕當數(shù)據(jù)塊接收到后，SD卡將發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng)答令牌，假設(shè)接收無誤則將進展編程寫入，只要SD卡編程忙，SD卡將發(fā)送一個持續(xù)的忙數(shù)據(jù)流給主機〔始終將DO拉低，一旦編程完成主機需使用SEND_STATUS(CMD13)命令檢查編程結(jié)果，唯一有效的檢查操作就是CRC檢驗和寫錯誤標志。多塊寫多塊寫操作由StopTran令牌在下一個塊處終止，主機通過SEND_NUM_WR_BLOCKS來獲得寫入塊的數(shù)量。當SD卡編程時復(fù)位CS信號并不會終止編程，但DO會變成高阻，假設(shè)在未完成編程時拉低CS，DO將連續(xù)拉低并且拒絕全部命令。復(fù)位SD卡〔CMD0〕將終止全部馬上或這在編程的操作，這將損壞數(shù)據(jù)格式。擦除和寫保護：可以同時擦除多個塊來增加數(shù)據(jù)傳輸力氣，這是通過ERASE_WR_BLK_START(CMD32)ERASE_WR_BLK_END〔CMD33〕ERASE_WR_BLK_START(CMD32)、ERASE_WR_BLK_END〔CMD33、ERASE〔CMD38。假設(shè)CMD32，CMD33，CMD38不是按以上次序發(fā)送，則SD卡應(yīng)置位狀態(tài)存放器中的ERASE_SEQ_ERROR位并復(fù)位整個流程，接收到任何一個不在上述次序中的命令〔除SEND_STATUS〕SD卡都將置位狀態(tài)存放器中的ERASE_RESET位，復(fù)位整個擦除的流程，假設(shè)擦除范圍包含保護扇區(qū)，則保護扇區(qū)不變而只有非保護扇區(qū)被擦除，并且狀態(tài)存放器中的WP_ERASE_SKIP位將被置位。地址設(shè)置命令中的地址區(qū)域是以字節(jié)為單位的SD卡無視小于WRITE_BLK_LEN大小的LSB中的擦除完后的數(shù)據(jù)可能為1也可能為0SD卡的供給商，SCR存放器中的DATA_STAT_AFTER_ERASE〔bit55〕定義了到底是1還是0。寫保護：寫保護包括3種：機械寫保護，內(nèi)部寫保護和密碼保護。機械保護：SD卡側(cè)邊有一個機械的滑動開關(guān)用于對卡進展保護與否的把握。CSD的永久/臨時位可以使整張卡都處于永久保護的狀態(tài)讀CID/CSD存放器〔和SD模式不同〕讀取CSD/CID存放器的內(nèi)容就是一次塊傳輸?shù)倪^程，SD卡會發(fā)送一個標準的應(yīng)答并跟著一個帶有CRC-16的數(shù)據(jù)塊。復(fù)位序列：電源上電復(fù)位或CMD0復(fù)位后，Sd卡進入IDLECMD1ACMD41、CMD59和CMD58。主機必需始終查詢卡〔通過重復(fù)發(fā)送CMD1〕直到應(yīng)答中的in_idle_state為為0，說明SD卡完成了初始化過程并預(yù)備好接收下一條命令。CMD1命令沒有參數(shù)〔operands：操作數(shù)，主機使用CMD58去讀取OCR存放器，當SD卡電壓不適宜的時候主機應(yīng)當避開對它的訪問。但CMD58并不僅限于初始化階段使用。時鐘把握：SPI總線時鐘可以被主機設(shè)置以使SD卡節(jié)約能耗和調(diào)整總線的傳輸速率，主機允許轉(zhuǎn)變時鐘頻率甚至關(guān)掉時鐘。SPI模式下的限制：12、SPI最終一個總線傳輸后，當主機要關(guān)掉時鐘時需要再發(fā)送8個時鐘后才能關(guān)閉時鐘。在這期間CS可以選中也可以不選中。命令/應(yīng)答序列：SD卡應(yīng)答停頓位過后發(fā)送8個時鐘。讀數(shù)據(jù)傳輸：最終一個數(shù)據(jù)塊的停頓位過后發(fā)送8個時鐘。寫數(shù)據(jù)傳輸：CRC狀態(tài)令牌后發(fā)送8個時鐘。3、對于狀態(tài)忙的卡主機可以關(guān)閉其時鐘，沒有時鐘信號SD卡照舊可以完成編程操作，但主機必需供給一個時鐘邊沿以消退忙標志，沒有時鐘邊沿SD卡將永久拉低DO腳。錯誤條件：CRC和非法命令：以下任意一條將可能使SD卡拒絕命令：在讀操作的時候發(fā)送的命令〔除CMD12以外在SD卡忙的時候發(fā)送的命令；SD卡鎖定并且命令不是Class0或者Class7；不支持的命令；CRC檢驗失??；命令包含一個非法的操作；擦除次序中不在次序內(nèi)的命令；SD卡發(fā)送讀操作的數(shù)據(jù)塊時發(fā)送的命令的應(yīng)答將有可能打亂數(shù)據(jù)的傳輸。讀、寫和擦除超時條件：讀操作的超時時間是100次或者100ms，寫/擦除操作的超時時間是100次或者250ms，SD卡必SD卡在規(guī)定的時間內(nèi)沒有應(yīng)答則主機認為SD卡不預(yù)備進展應(yīng)答并且恢復(fù)〔復(fù)位卡、重上電。讀：讀允許時間是CSD存放器中的TAAC和NSAC兩者的和這些參數(shù)定義了典型的從讀命令的停頓位到數(shù)據(jù)塊的起始位的延時。寫：CSD存放器中的R2W_FACTOR域是用于計算典型的塊編程時間，通過讀取時間乘以該因子得到。它可以應(yīng)用于全部的寫/擦除命令。擦除：擦除命令持續(xù)的時間為寫入塊數(shù)乘以塊寫入延時。存儲矩陣分區(qū)與SD模式一樣。SD卡鎖定和解鎖功能是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命令為6byte長度并且MSB先發(fā)送。CRC-7：x^7+x^3+1SPI模式下的命令分為假設(shè)干類，每一類都支持了一序列的卡的功能操作，在兩種模式下SD卡支持同一套可選命令類。SPI模式和SD模式所支持的和可選的命令類是不一樣的。命令的具體描述：Note：假設(shè)命令沒有參數(shù)則參數(shù)值設(shè)為0，保存命令與SD模式全都；二進制編碼的命令被定義為一個助記符，如CMD0的命令區(qū)域為二進制000000，命令CMD39的命令區(qū)域為100111。寫操作唯一有效的長度是512byte，讀有效長度為1-512byte，設(shè)置塊長度小于512byte將引起寫錯誤，假設(shè)默認值被承受則CMD16設(shè)置的值并不是強制性的。起始地址和塊長度必需設(shè)置以使數(shù)據(jù)傳輸時不會超越一個物理塊的邊界。數(shù)據(jù)后面跟著應(yīng)答和busy。起始地址和一個山區(qū)的邊界對齊，塊長度一般是512字節(jié)。Note：SanDiskSD卡目前不支持該區(qū)域。32位寫保護位，通過數(shù)據(jù)線以payload格式傳輸，其后跟著CRC-16。RD/WR_：1=主機從SD卡接收一個數(shù)據(jù)塊，0=主機發(fā)送一個數(shù)據(jù)塊到SD卡。應(yīng)用程序特別命令：以下命令為應(yīng)用程序特別命令，全部的特別命令前面都要先發(fā)送CMD55。應(yīng)答：SPI模式下MSB先發(fā)送。R1：除SEND_STATUS命令另外全部命令的應(yīng)答格式，長度為1個字節(jié)，MSB總是設(shè)置為0，其他位為錯誤標志，1表示錯誤發(fā)生。Inidlestate：SD卡處于idle狀態(tài)并且正在進展初始化操作。Erasereset：接收到的擦除命令次序錯導(dǎo)致的擦除序列去除。Illegalcommand：接收到非法命令。CommunicationCRCerror：最終一個命令CRC校驗錯。Erasesequenceerror：擦除命令序列中發(fā)生錯誤。Addresserror：地址未對齊。Parametererror：命令的參數(shù)不在給定的范圍之內(nèi)。R1b：除busy信號外R1b的應(yīng)答格式與R1完全全都，busy信號可以使任意個字節(jié)，0表示SD卡處于忙狀態(tài)，而不為0的狀態(tài)即表示SD卡轉(zhuǎn)備好接收下一條命令。R2：該應(yīng)答為2個字節(jié)，是SEND_STATUS命令的應(yīng)答。Eraseparam：擦除選擇的扇區(qū)無效。Writeprotectviolation：命令嘗試寫一個保護塊。R3：該應(yīng)答是發(fā)送命令READ_OCR后SD卡發(fā)送給主機的應(yīng)答，應(yīng)答長度為5個字節(jié)，該構(gòu)造的第一個字節(jié)為R1應(yīng)答的格式其余4個字節(jié)包含OCR存放器。數(shù)據(jù)應(yīng)答：全部寫到SD卡的數(shù)據(jù)塊都將通過數(shù)據(jù)應(yīng)答告知，數(shù)據(jù)應(yīng)答為1字節(jié)并且具有如下格式：Status：位的定義如下：010：數(shù)據(jù)被承受101：CRC錯誤數(shù)據(jù)被拒絕110：寫錯誤數(shù)據(jù)被拒絕當寫多塊的時候發(fā)生任何錯誤〔CRC或者寫錯誤〕主機應(yīng)當使用CMD12停頓數(shù)據(jù)傳輸，當發(fā)生寫錯誤時主機可以發(fā)送CMD13〔SEND_STATUS〕來獲得發(fā)生錯誤的緣由，ACMD22命令可以獲得成功寫入的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量。數(shù)據(jù)令牌：MSB先發(fā)送。數(shù)據(jù)令牌長度為4-515個字節(jié)格式如下：單塊讀、單塊寫和多塊讀：第一個字節(jié)：起始字節(jié)：字節(jié)2-513〔長度由數(shù)據(jù)塊長度打算最終2個字節(jié)：CRC-16多塊寫：每一個數(shù)據(jù)塊的第一個字節(jié)：假設(shè)傳送數(shù)據(jù)—startblock：假設(shè)停頓傳輸—stoptran：數(shù)據(jù)錯誤令牌：假設(shè)讀取操作失敗并且SDSD為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模式下是無效的。SPI總線時序圖：SD卡預(yù)備好狀態(tài)下主機命令到SD卡應(yīng)答：接收到SD卡應(yīng)答后，主機必需保持時鐘運行至少NCR時鐘周期SD卡忙狀態(tài)下主機命令到SD卡應(yīng)答：數(shù)據(jù)讀：數(shù)據(jù)塊讀操作〔除SEND_CSD〕時序：多塊傳輸中的停頓傳輸操作：讀CSD存放器：SEND_CSD命令的總線傳輸，應(yīng)答和數(shù)據(jù)的超時時間為NCR。寫數(shù)據(jù)：在SD卡忙時主機可以再任何時候釋放CS，CS變高的第一個時鐘SD卡釋放DOSD卡是否還是忙主機需要重拉低CS線選中SD卡，SD卡在CS下降沿