SD卡存储规范与通信协议解析

"SD卡读写规范.pdf" SD卡，全称为Secure Digital Memory Card，是一种基于闪存技术的存储设备，常用于数码相机、手机、平板电脑和其他便携式电子设备中。它与MMC（MultiMediaCard）卡的主要区别在于其初始化过程的不同，SD卡在与主机通信时采用了更复杂的协议和安全机制。 SD卡的操作主要包括以下几个关键知识点： 1. **协议和通信方式**：SD卡支持两种通信协议，即SD协议和SPI协议。SD协议是专为SD卡设计的高速通信方式，而SPI则是一种通用的串行通信接口，适用于低速应用。SD协议提供了更高效的数据传输速率和更复杂的命令集。 2. **智能控制模块**：SD卡内部集成了智能控制模块，负责执行对闪存的控制，包括协议处理、安全算法、数据存取、错误校正码（ECC）算法、缺陷管理和电源及时钟管理等。这使得主机系统可以简化与SD卡的交互，专注于数据处理。 3. **功能特性**： - **主机无关的擦除和编程**：主机只需发送命令和地址，SD卡内部会自动执行擦除和编程操作，无需主机干预，同时兼容不同类型的闪存芯片。 - **缺陷管理**：SD卡具有自我修复能力，能够处理闪存芯片的物理缺陷，保证数据完整性。 - **错误恢复**：内置错误纠正机制，能自动检测和纠正传输过程中的错误。 - **电源管理**：考虑到了写入寿命，通过擦除操作优化写入速度，延长闪存的使用寿命。 4. **SD总线模式**： - **Negotiating Operation Conditions**：当主机提供的电压超出SD卡的接受范围时，卡会进入非活动状态，必须重新上电才能恢复。 - **卡识别**：SD卡总线采用单主多从架构，每个卡都有独特的CID（Card Identifier）寄存器，通过READ_CID命令读取，用于识别不同的卡。 - **卡状态**：卡状态信息存储在状态寄存器和SD状态寄存器中，通过特定命令可获取详细的卡工作状态。 5. **内存组织**： - **块大小**：SD卡的数据读写以字节为基本单位，可以通过CSD（Card Specific Data）寄存器配置块的大小，允许动态调整以适应不同需求。 6. **命令和响应**：SD卡响应主机命令时，会返回32位的卡状态信息，而使用ACMD13（SD_STATUS）命令可以获取更详细的512位SD状态信息，包含BUS_WIDTH、安全相关和扩展状态等。 SD卡的读写规范涉及了硬件接口、通信协议、内存组织、错误处理等多个方面，理解和掌握这些知识对于设计和开发与SD卡相关的嵌入式系统或应用程序至关重要。在实际应用中，还需要注意电源管理、数据保护以及与不同类型SD卡的兼容性问题。