SD卡引腳定義及命令

1、SD卡引腳定義針腳名稱類型描述資料.1. CD DAT3 I/O/PP2. CMD PP3. Vss S4. Vcc S5. CLK I6. Css2 S7. DAT0 I/O/PP8. DAT1 I/O/PP9. DAT2 I/O/PP卡監(jiān)測數(shù)據(jù)位3命令/回復(fù)地供電電壓時(shí)鐘地?cái)?shù)據(jù)位0數(shù)據(jù)位1數(shù)據(jù)位2H (jDATOIrtterfjct 加DATSD卡接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范CMDW號(hào)到內(nèi)部SD卡上所有單元由內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器提供時(shí)鐘。接口驅(qū)動(dòng)單元同步外部時(shí)鐘的DAT和所用時(shí)鐘。本卡由6線SD卡接口控制，包括：CMD,CLK,DAT0-DAT 3RCA預(yù)先準(zhǔn)備在多SD卡垛疊中為了標(biāo)識(shí) SD卡，一個(gè)卡標(biāo)識(shí)寄存器

2、（CID）和一個(gè)相應(yīng)地址寄存器（好。一個(gè)附加的寄存器包括不同類型操作參數(shù)。這個(gè)寄存器叫做CSD使用SD卡線訪問存儲(chǔ)器還是寄存器的通信由SD卡標(biāo)準(zhǔn)定義?？ㄓ凶约旱碾娫撮_通檢測單元。無需附加的主復(fù)位信號(hào)來在電源開啟后安裝卡。它防短路，在帶電插入或移出卡時(shí)。無需外部編程電壓。編程電壓卡內(nèi)生成。SD卡支持第二接口工作模式 SPI。如果接到復(fù)位命令（CMD0時(shí)，CS信號(hào)有效（低電平），SPI模 式啟用。SD卡接口規(guī)范（完整規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)）特性：容量：32MB/64MB/128MB/256MB/512MB/1GByte 兼容規(guī)范版本1.01 卡上錯(cuò)誤校正 支持CPRM 兩個(gè)可選的通信協(xié)議：SD模式和SPI模式

3、可變時(shí)鐘頻率 025MHz 通信電壓范圍：2.0-3.6V工作電壓范圍20-3.6V 低電壓消耗：自動(dòng)斷電及自動(dòng)睡醒，智能電源管理 無需額外編程電壓 卡片帶電插拔保護(hù) 正向兼容MMC 高速串行接口帶隨即存取支持雙通道閃存交叉存取快寫技術(shù)：一個(gè)低成本的方案，能夠超高速閃存訪問和高可靠數(shù)據(jù)存儲(chǔ)最大讀寫速率：10Mbyte/s最大 10 個(gè)堆疊的卡(20MHz,Vcc=2.7-3.6V) 數(shù)據(jù)壽命：10萬次編程/擦除 CE和FCC認(rèn)證 PIP封裝技術(shù) 尺寸：24m碗X32mmxi.44mm厚本SD卡高度集成閃存，具備串行和隨機(jī)存取能力?？梢酝ㄟ^專用優(yōu)化速度的串行接口訪問，數(shù)據(jù)傳輸可靠。接口允許幾個(gè)卡

4、垛疊， 通過他們的外部連接。接口完全符合最新的消費(fèi)者標(biāo)準(zhǔn)，叫做SD卡系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，由SD卡系統(tǒng)規(guī)范定義。SD卡系統(tǒng)是一個(gè)新的大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)，基于半導(dǎo)體技術(shù)的變革。它的出現(xiàn)，提供了一個(gè)便宜的、 結(jié)實(shí)的卡片式的存儲(chǔ)媒介，為了消費(fèi)多媒體應(yīng)用。SD卡可以設(shè)計(jì)出便宜的播放器和驅(qū)動(dòng)器而沒有可移動(dòng)的部分。一個(gè)低耗電和廣供電電壓的可以 滿足移動(dòng)電話、電池應(yīng)用比如音樂播放器、個(gè)人管理器、掌上電腦、電子書、電子百科全書、電 子詞典等等。使用非常有效的數(shù)據(jù)壓縮比如MPEG SD卡可以提供足夠的容量來應(yīng)付多媒體數(shù)據(jù)。PinSD Mode：SPI ModeNameTypeDesert ptionF JameTypeDesc

5、ription1CDRAT3IOPPCard detection / Connector data line 3csI Chip selection in low status2CMDPPCommand Response HneDIIData input3Vss1sSupply voltage (earth)VSSSSupply voltage4VddsPower supplyVDDSPower supply6CLK1ClockSCLKIClock6Vss2sSupply voyageVSS2sSupply voltage7DATOIO/PPConnector data Hne 0DOO/PP

6、ata output8DAT1IQPPConnector data line 1RSV9l/O/PPConnector data fine 2RSVSD卡上所有單元由內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器提供時(shí)鐘。接口驅(qū)動(dòng)單元同步外部時(shí)鐘的DAT和CMD言號(hào)到內(nèi)部所用時(shí)鐘。本卡由6線SD卡接口控制，包括： CMD,CLK,DAT0-DAT3在多SD卡垛疊中為了標(biāo)識(shí) SD卡，一個(gè)卡標(biāo)識(shí)寄存器（CID）和一個(gè)相應(yīng)地址寄存器 （RCA預(yù)先準(zhǔn) 備好。一個(gè)附加的寄存器包括不同類型操作參數(shù)。這個(gè)寄存器叫做 CSD使用SD卡線訪問存儲(chǔ)器還是寄存器的通信由SD卡標(biāo)準(zhǔn)定義。卡有自己的電源開通檢測單元。無需附加的主復(fù)位信號(hào)來在電源開啟后

7、安裝卡。它防短路，在帶電插入或移出卡時(shí)。無需外部編程電壓。編程電壓卡內(nèi)生成。SD卡支持第二接口工作模式 SPI。如果接到復(fù)位命令（CMD0時(shí)，CS信號(hào)有效（低電平），SPI模式啟用。（譯者按：以下部分為本人翻譯）接口該SD卡的接口可以支持兩種操作模式：。$刊模式。SPI模式主機(jī)系統(tǒng)可以選擇以上其中任一模式，SD卡模式允許4線的高速數(shù)據(jù)傳輸。SPI模式允許簡單通用的SPI通道接口，這種模式相對于 SD模式的不足之處是喪失了速度。SD卡模式針腳定義1: S:電源供電，I:輸入O:輸出I/O :雙向PP: I/O使用推挽驅(qū)動(dòng)SD卡的總線概念SD總線允許強(qiáng)大的1線到4線數(shù)據(jù)信號(hào)設(shè)置。當(dāng)默認(rèn)的上電后，S

8、D卡使用DAT0 初始化之后，主機(jī)可以改變線寬（譯者按：即改為 2根線，3根線。）。混和的SD卡連接方式也適合于主機(jī)。在混和連接中Vcc, Vss和CLK的信號(hào)連接可以通用。但是, 命令，回復(fù)，和數(shù)據(jù)（DAT0- 3）這幾根線，各個(gè) SD卡必須從主機(jī)分開。這個(gè)特性使得硬件和系統(tǒng)上交替使用。SD總線上通信的命令和數(shù)據(jù)比特流從一個(gè)起始位開始，以停止位中止。CLK每個(gè)時(shí)鐘周期傳輸一個(gè)命令或數(shù)據(jù)位。頻率可在025MHz之間變化。SD卡的總線管理器可以不受任何限制的自由產(chǎn)生 025MHz的頻率。CMD命令從該 CMD上串行傳輸。一個(gè)命令是一次主機(jī)到從卡操作的開始。命令可以以單機(jī)尋址（尋址 命令）或呼叫所

9、有卡（廣播命令）方式發(fā)送。回復(fù)從該CMDI上串行傳輸。一個(gè)命令是對之前命令的回答?；貜?fù)可以來自單機(jī)或所有卡。DATA3:數(shù)據(jù)可以從卡傳向主機(jī)或副 versa 。數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸。E?oat &二由 5 5CMDHOSTDATO-3il_!1_ T占一iiX一 亡一zfDOOOOWU t = 3* 今 6 74SD card Connection diagramFil AtneleiSvmbolUMalt bifSortSitcjh Votcia?%印VFAD (coittirr Rid& tT4KVStonftTMofaRTt&40S5rsroni HiBiinhry40工 9 y.總5 Y

10、gjud Li ne Lsm，P414tlvlftSMnlhhl、世*A0上I IU1、。坤苴山rip mi5taiucr fei CMDRtin10LOOKORrveui bti, flaatmsPulL-vpRumce farIMTR&c10IWKOPt* ut bus flcilBU年Rih siffiuil Lm? ajiantmceG*250蘆卜小黑西:1曲Bus Si班聞 LuirCApKiianfeCt1000WSiniiilLjrdCapcilJitQjikj-10PfNbiirvuii Sjcilhi ：uif It】步工薄獷鵬-16I1HFw-2CMHzPuU-np AKi

11、ftuiM inbde fludfPul)力1090KOMW b#for CMtldMeciowOp+i ainjfPul aiEmrltrMinimiMmMui.t HU5f5Pm57 T叫n33T&jc-2385SiippKV.L,2.03 6VMlppK，前打?qū)W、rlX Ll. rX.R R(1Dbn.LairSoftClodc H|nqr DMa TmofierFrHMHjr； indvrrcAjdxiCl.uk R-qu?mYl：gdRl.M，.用 MiMFee0，垢KJlzS耳消口ChekUMiunrHi10IB卜匚甲h對小1Clk Hj妙t”10IBCl. IOOjiI CmdC

12、lock KjmrjiTlU!10mC bilk tXI tuncTtkl10IBCj-SMXIHtKMt)Clcdk Lm-itr如I&i bck Hi 曲 nnvHu50咯ti 、：dgclock Rt*e imr-LP50IBCUdtFMttMrTtbl玲IKluput %-中 TuttIw：5mMD DAT Rrl-Jitittr tuCLXInpu HoW TiflTb5mCMD DtT RiSxerMV to CT,K01/由,呼TirTg-3mCMD.DAT RHunv?OiTljJUli Sft wpTEiJfHrSwCMDJDAT RtiflHKf to CLK二、SD卡的命

13、令1.SD卡的命令格式：SD卡的指令由6字節(jié)（Byte）組成，如下：CMD39Bytel : 0 1 x x x x x x（命令號(hào)，由指令標(biāo)志定義，如 CMD3媯100111即16進(jìn)制0x27,那么完整的 第一字節(jié)為 01100111,即 0x27+0x40）Byte2-5:Command Arguments,命令參數(shù)，有些命令沒有參數(shù)Byte6:前7位為CRC（Cyclic Redundacy Check ,循環(huán)冗余校驗(yàn)）校驗(yàn)位，最后一位為停止位02.SD卡的命令SD卡命令共分為 12類，分別為 class。至U class11 ,不同的SDd卡，主控根據(jù)其功能，支持不同的命令集如下:Cl

14、ass0 :（卡的識(shí)別、初始化等基本命令集）CMD0復(fù)位SD卡.CMD1讀OCRW存器.CMD9讀CSDW存器.CMD10讀CID寄存器.CMD12停止讀多塊時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸CMD13讀 Card_Status 寄存器Class2 （讀卡命令集）：CMD16設(shè)置塊的長度CMD17讀單塊.CMD18讀多塊,直至主機(jī)發(fā)送 CMD1劾止.Class4（寫卡命令集）:CMD24寫單塊.CMD25寫多塊.CMD27寫 CSDW存器.Class5 （擦除卡命令集）：CMD32設(shè)置擦除塊的起始地址.CMD33設(shè)置擦除塊的終止地址CMD38:擦除所選擇的塊.Class6（寫保護(hù)命令集）：CMD28設(shè)置寫保護(hù)塊的地

15、址.CMD29擦除寫保護(hù)塊的地址.CMD30: Ask the card for the status of the write protection bitsclass7 :卡的鎖定，解鎖功能命令集class8 :申請?zhí)囟罴?。class10 11 :保留有關(guān)sd卡驅(qū)動(dòng)和fat fs 的實(shí)現(xiàn)用了 3個(gè)文件來實(shí)現(xiàn)。sdboot.c為sd的驅(qū)動(dòng)（可理解為 pdd）層，主要 實(shí)現(xiàn)一些對sd控制器的配置以及一些基本sd命令的實(shí)現(xiàn)和對 sd卡的操作。sdmmc.c實(shí)現(xiàn)了從sd卡讀取nk并跳到內(nèi)存去運(yùn)行的代碼（基本可以理解為sd驅(qū)動(dòng)的mdd層）。sdfat.c 文件就是實(shí)現(xiàn)fat fs的。mdd層通過

16、fatfs 來對pdd層操作以實(shí)現(xiàn)讀取文件。在整個(gè)過程中遇到了很多問題，現(xiàn)在列舉如下：1） sd卡初始化問題2）對sd卡操作問題SD卡包括：一個(gè)標(biāo)識(shí)寄存器CID, 一個(gè)相應(yīng)地址寄存器 RCA 一個(gè)其他參數(shù)寄存器 CSD檢測卡的插入，直接用中斷引腳的電平來判斷。判斷插入的卡是否是 sd卡，用命令 cmd55和cmd41,因?yàn)?mmc#又cmd55不做回應(yīng)。命令9就是獲取sd卡中csd寄存器的值的，該值包括很多sd卡的信息，其中就有 sd卡的容量。這個(gè)值在sd卡接收到 cmd9之后會(huì)以response的形式存放在 sd控制器的SDI Response Register0 ,1,2, 3中。在執(zhí)行c

17、md9, cmd10等這樣的命令的時(shí)候，卡的狀態(tài)應(yīng)該是不選中的，或直接在執(zhí)行它們之前發(fā)送 cmd7 （0）不選中卡，不然的話會(huì) timeout 。用cmd17來讀取單個(gè)block的數(shù)據(jù)，該命令要帶地址參數(shù)（該參數(shù)通過cmd3命令來獲取），然后根據(jù)SDIDSTA和SDIFSTA狀態(tài)值來從sd控制器的SDIDAT寄存器中讀出要讀的數(shù)據(jù)。該命令與cmd9相反，在執(zhí)行它之前要選中卡。讀完一個(gè)block之后要做一些善后工作，為下次讀取做好準(zhǔn)備，不然白話checkcmdend 就要一直循環(huán)了。因?yàn)橛玫氖敲看味甲x一個(gè)block ,并地址要以block對齊，這樣就要考慮要讀取的地址是否是block 對齊的，長

18、度是否夠一個(gè)block 。SDIDCON個(gè)數(shù)據(jù)控制寄存器也很重要，一些對數(shù)據(jù)的操作形式就是在這里設(shè)置的。3） fat文件系統(tǒng)問題根據(jù)MBRK到分區(qū)表，根據(jù)分區(qū)表找到該分區(qū)MBR446B+好分區(qū)表（每個(gè) 16B） +2B結(jié)束符）分區(qū)表中的第9-12字節(jié)為該分區(qū)的啟始地址（單位沒sector ）,第13-16字節(jié)為分區(qū)的長度（單位也是 sector ）4）通信模式的切換：SD卡有兩種通信模式：SPI模式和SD模式，默認(rèn)情況下的通信模式是 SD模式，但是 我們常用的模式是 SPI模式，這就需要一個(gè)切換模式的方法 ，具體的實(shí)現(xiàn)方法在其他地方也都有介紹 ，其關(guān) 鍵的地方就是先上電延時(shí)大于 74個(gè)時(shí)鐘周期

19、后發(fā)送復(fù)位命令 ，復(fù)位成功（接收到0x01的響應(yīng)）后，連續(xù)發(fā)送 CMD5序口 ACMD41直至IJ響應(yīng)0X00為止，此時(shí) SD卡已經(jīng)進(jìn)入SPI模式。TF卡，參考，未驗(yàn)證1, DATA22,CD/DATA33,CMD4,VCC5,CLK6,GND7,DATA08,DATA1sd卡：一、SD MODE1、CD/DATA32、CMD3、VSS14、VDD5、CLK6、VSS27、DATA08、DATA19、DATA2二、SPI MODE1、CS2、DI3、VSS4、VDD5、SCLK6、VSS27、DO8、RSV9、RSVCF卡一、PC CARD MEMORY MODE1、GND2、D33、D44、D55、D67、CE18、A109、OE10、A911、A812、A713、VCC14、A615、A516、A417、A318、A219、A120、A021、D022、D123、D224、WP25、CD226、CD127、D1128、 D1229、 D1330、 D1431、 D1532、CE233、VS134、IORD35、IOWR36、WE37、RDY/BSY38、VCC39、CSEL40、 VS241、RESET42、WAIT資料.43、INPACK44、REG45、BVD2