SD卡协议详解：输入/输出（SDIO）规范

"该资源是关于SD输入/输出（SDIO）卡规范的简化版本，主要涉及SD协议的详细描述，包括SD卡的工作原理、信号质量和信号时序要求，适用于研究存储领域的人士参考。文档由SD协会发布，版本1.00，发布于2001年10月。" 在深入探讨SD协议之前，我们首先理解一下SD卡的基本概念。SD（Secure Digital）卡是一种便携式存储设备，广泛用于数码相机、手机、平板电脑等设备中。SD卡协议定义了SD卡与主机系统之间的通信方式，确保数据的安全传输和存储。 SDIO（SD Input/Output）扩展了SD卡的功能，不仅支持数据存储，还允许连接各种I/O设备，如Wi-Fi模块、GPS接收器等。SDIO协议使得这些设备可以利用SD卡接口与主机进行交互。 在SD卡规范1.00版中，详细阐述了以下几个关键知识点： 1. **电气接口**：SD卡使用串行接口，通常为SPI模式或四线模式。规范详细描述了每个引脚的功能，包括电源、命令、数据和时钟线，以及它们的电压等级和信号质量要求。 2. **信号时序**：协议规定了命令和数据传输的时序，包括时钟频率、数据传输速率、握手信号（如CMD12用于停止读写操作）以及错误检测机制。 3. **命令和响应**：SD卡支持多种命令，如初始化序列、读写操作、I/O控制命令等。每个命令都有特定的响应格式，用于确认命令的执行情况。 4. **数据传输**：数据传输可以是单块或多块，支持块传输和连续传输模式。协议定义了如何处理数据校验，如CRC（循环冗余校验）来确保数据完整性。 5. **错误处理和中断**：SD卡协议中包含了错误检测和恢复机制，例如自动重试、错误校验失败的处理、中断信号等，以确保可靠的数据交换。 6. **容量和分区**：SD卡可以有不同容量，从几MB到几百GB不等。规范说明了如何计算卡的容量，并定义了FAT（文件分配表）分区和文件系统支持。 7. **安全特性**：SD卡支持访问控制和数据加密，通过SD卡安全协议确保数据的隐私和安全性。 8. **SD卡状态机**：规范中详细描述了SD卡的状态机模型，包括卡的初始状态、识别状态、数据传输状态等，以及状态之间的转换条件。 9. **SD卡类型**：SD卡有标准尺寸、迷你SD和Micro SD等多种形式，每种类型的尺寸、引脚布局和电气特性可能会有所不同。 10. **兼容性和升级**：SD协议不断演进，新版本通常向下兼容旧版本，但可能增加新的功能和性能改进。SDIO协议确保了新老设备之间的互操作性。 这份SDIO卡规范为开发者提供了详细的指南，帮助他们理解和实现SD卡与主机系统的通信，是开发涉及SD卡产品的重要参考资料。通过遵循这些协议，设备制造商可以确保其产品与广泛的SD卡和SDIO设备兼容，提供稳定、高效的数据存储和I/O功能。