SD卡技术详解：初始化、通信协议与内存组织

SD卡是一种基于闪存的存储设备，提供了主机无关的擦写操作、缺陷管理和错误恢复功能，适用于各种电子设备。SD卡与MMC卡的主要区别在于其初始化过程。SD卡支持两种通信协议：SD协议和SPI协议，并且具备智能控制模块来处理各种操作。在SD总线模式下，卡的状态、识别和内存组织都有明确的规定。 1. SD卡的初始化 SD卡的初始化过程不同于MMC卡，涉及到与主机的协议协商，包括电压范围的确认。如果主机提供的电压范围不被SD卡支持，卡会进入非活动状态，直到重新上电。 2. 功能特性 - **主机无关操作**：主机只需发送命令和地址，SD卡内部自动完成擦除和编程，无需主机参与具体操作。 - **缺陷管理**：SD卡能够处理闪存的缺陷，确保数据的可靠性。 - **错误恢复**：内置机制帮助卡片在遇到错误时恢复数据。 - **电源管理**：考虑了闪存的写寿命（通常为10万次），并支持通过擦除操作加速写入速度。 3. SD总线模式 - **Negotiating Operation Conditions**：电压范围的协商，若不匹配，卡将保持非活动状态。 - **卡的获取和识别**：主机通过READ_CID命令读取卡的唯一标识CID，通过内置的上拉电阻检测卡的存在。 - **卡状态**：分为CardStatus和SD_Status，前者在响应命令时传送，后者通过ACMD13命令获取扩展状态信息。 - **数据传输**：数据以字节为基本单位，通过改变块大小（Block）和设置固定大小的Sector（与擦除操作相关）来适应不同需求。WPGroup用于写保护，大小固定且由CSD寄存器存储。 4. 内存组织结构 - **Block**：可固定或可变大小，其信息记录在CSD寄存器中。 - **Sector**：固定大小，与擦除命令关联，大小同样在CSD寄存器中定义。 - **WPGroup**：写保护的最小单位，大小固定，由CSD寄存器指示的一位控制。 SD卡具有高度的智能化和灵活性，能够在各种电子设备中提供可靠的数据存储。其通信协议和内存组织方式确保了高效的数据读写和长期使用的稳定性。了解这些知识点对于理解和使用SD卡以及进行相关系统设计至关重要。