SD卡操作详解：协议、功能与内存组织

"SD卡中文学习笔记提供了关于SD卡的基础知识和操作细节，涵盖了SD卡的概述、功能、通信协议、总线模式、卡状态、内存组织以及读写操作等核心内容。" SD卡，全称Secure Digital Memory Card，是一种基于闪存技术的存储设备，广泛应用于移动设备、数码相机、个人电脑等。它与MMC卡的主要区别在于其初始化过程的不同，SD卡具有更复杂的智能控制模块，用于执行协议、安全、数据存取等多种功能。 在功能方面，SD卡具有以下特性： 1) 闪存操作的主机无关性：主机只需发送地址命令，SD卡会自动执行擦除和编程操作，无需主机参与具体过程。 2) 缺陷管理：SD卡能够自我管理内部的存储缺陷，确保数据的可靠存储。 3) 错误恢复机制：支持错误恢复功能，提高数据安全性。 4) 电源管理：考虑到闪存的写寿命，SD卡具备电源管理功能，优化擦除和写入操作，延长使用寿命。 SD卡的总线模式分为SD和SPI两种通信协议。在SD总线模式下，有以下几个关键步骤： 1) Negotiating Operation Conditions：主机需确认SD卡的工作电压范围，若不匹配，卡将进入非活动状态，需要重新上电才能恢复。 2) 卡的获取和识别：SD卡具有唯一的CID寄存器，通过READ_CID命令读取以识别不同卡片。DAT3线上的上拉电阻用于检测卡的存在，并在数据传输时断开。 3) 卡状态：包括CardStatus和SD_Status，前者在响应命令时直接发送给主机，后者则通过ACMD13命令获取更详细的扩展状态信息。 4) 内存组织：SD卡的数据读写以字节为基本单位，可按需组织成块（Block）或扇区（Sector）。块大小可通过CSD寄存器设置，而扇区大小对每个设备是固定的。此外，WPGroup定义了写保护的单位，其大小同样记录在CSD寄存器。 读写操作是SD卡的核心功能，SD卡支持按块或扇区进行读写，且有写保护功能。在进行读写前，需要先通过适当的命令进行预处理，例如选择卡、设定块长度等。写操作通常需要先擦除相应区域，以避免覆盖已有的数据。 SD卡的学习笔记详细阐述了SD卡的工作原理和操作流程，对于理解如何与SD卡交互以及掌握存储设备的基础知识非常有帮助。无论是硬件开发者还是软件工程师，深入理解这些知识点都对实际工作大有裨益。