SD卡总线拓扑详解与信号配置

"本文档主要介绍了SD卡系统的总线拓扑结构，特别是SD总线的组成和工作原理，以及SD卡与主机之间的通信协议。内容涵盖了SD2.0协议标准，强调了SD卡的安全机制、兼容性以及数据线的动态配置功能。" 在SD卡系统中，有两种通信协议，即SD和SPI，由主机系统选择使用。当SD卡接收到reset命令后，会根据主机的信息确定通信模式，并在整个通信过程中保持该模式。为避免信号干扰，不推荐多卡槽共享总线信号，每个SD卡应有独立的总线连接。 SD总线如图3-2所示，具有星型拓扑结构，由一个主机和多个从设备（SD卡）组成。关键信号包括CLK（时钟），CMD（双向命令/响应），DAT0-DAT3（双向数据），以及电源和地线Vdd，Vss1，Vss2。命令和数据信号是针对每张卡的，实现点对点的连续连接。 在初始化阶段，命令会被单独发送到每个卡，以便应用程序检测卡的存在并分配逻辑地址。数据始终独立于每张卡进行传输。然而，初始化后，所有命令将同时发送给所有卡，地址信息则包含在命令包内。 SD2.0协议标准提供了安全特性，包括双向认证和加密算法，以防止非法访问卡内容。此外，它还支持ISO-7816标准，适应移动电子商务和数字签名等应用。SD卡还兼容SDIO卡，SDIO卡可以包含存储和IO功能，旨在低功耗环境下提供高速数据读写，并确保在非SDIO主机中的兼容性。 SD卡通信基于9针接口，设计工作在最高50MHz频率，其通信协议包括在规范内。SD规范由多个文件组成，如安全规格、音频规范、文件系统规范、物理层规范等，这些文件详细定义了SD卡的各个方面，包括内容保护、文件格式、物理接口和命令协议。 SD卡系统的设计兼顾了性能、安全性和兼容性，通过灵活的数据线配置，能够在成本和性能之间找到平衡。