SD卡读写规范与通信协议详解

"SD卡的读写规范涉及到其通信协议、功能特性、总线模式、内存组织以及数据传输的相关细节。" SD卡是一种基于闪存技术的存储设备，其主要特点在于它具有主机无关的闪存擦除和编程功能，这意味着主机系统在读写数据时只需发送地址命令，而具体的执行过程由SD卡内部的智能控制模块处理。这使得即使更换新型的闪存，主机代码也不需要更新。此外，SD卡还具备缺陷管理、错误恢复机制以及电源管理，以延长存储介质的使用寿命。 在功能方面，SD卡的通信协议包括标准的SD协议和SPI（Serial Peripheral Interface）协议。SD卡的总线模式采用单主多从结构，所有卡共享时钟和电源线。主机通过读取每个卡的CID（Card Identification）寄存器来识别和区分不同的卡。CID寄存器在生产过程中被预编程，并且只可读取。在数据传输时，DAT3线上的上拉电阻用于检测卡的存在。 SD卡的状态信息存储在两个地方：卡状态（CardStatus）寄存器和SD状态（SD_Status）。卡状态寄存器在响应主机命令时提供32位的状态信息，而SD_Status则在收到ACMD13（SD_STATUS）命令时，以512位的数据块形式发送给主机，包含更详细的扩展状态信息。 内存组织方面，SD卡的数据读写以字节为基本单位，但可以按照需求组织成不同大小的块。块的大小信息存储在CSD（Card Specific Data）寄存器中，允许的块大小可以是固定的，也可以根据需要变化。这种灵活性使得SD卡能够适应各种不同的应用场景。 在读写操作中，SD卡使用特定的命令集，例如，主机可以通过SEND_CMD（如CMD55和ACMD）与卡进行协商，确定操作条件，如电压范围和速度等级。在进行数据传输时，主机需要先发送读/写命令，随后卡会返回确认信号，并在数据线上传输数据。在写操作中，通常需要先进行擦除操作，以提高写入效率。 理解SD卡的读写规范对于开发和维护与SD卡相关的硬件和软件系统至关重要，这包括设计适配的驱动程序，优化数据传输效率，以及确保数据的安全性和可靠性。