紫光SD卡读写实验：SPI接口下的FPGA实践与协议解析

本资源是一份关于使用紫光平台和黑金板卡进行SD卡读写实验的详细指南。实验主要针对的是嵌入式设备中的SD卡存储模块，SD卡作为一种重要的存储设备，内部集成的NAND Flash控制器简化了主机管理。实验的核心内容是通过FPGA（Field-Programmable Gate Array）通过SPI（Serial Peripheral Interface）数据总线进行SD卡的操作，包括扇区读写。 实验的目的是让学生熟悉SD卡的底层工作原理和基本操作，而不涉及复杂的文件系统管理。在实验中，首先介绍了硬件环境，即PGL22G开发板上的MicroSD卡座及其与FPGA的连接方式，强调了SPI模式在低速数据传输中的高效性。 SD卡协议被描述为一种命令/响应机制，所有的命令由主机发起，SD卡接收后给出响应。每个命令包由6字节组成，包含命令号和参数，最后可能有CRC校验位。实验未深入讲解SD卡的具体协议细节，建议参与者自行查阅相关资料以深化理解。 实验的核心部分是SD卡的初始化过程，包括上电后的延时等待，使用片选信号CS选择SD卡，发送CMD0进入Idle状态，然后通过CMD8和ACMD41命令序列判断卡片版本（2.0或更高版本），确保设备兼容性。 整个实验不仅涉及硬件连接，还涵盖了指令的发送和解读，以及SD卡状态的监控，这对于理解和掌握FPGA与SD卡交互的实践能力至关重要。通过这个实验，学生可以提升对嵌入式存储设备的操控能力，并为后续的音频播放、图片读取等高级应用打下坚实的基础。