SD卡引腳定義及命令

1、SD卡引腳定義 針腳 名稱 類型描述 1. CD DAT3 I/O/PP 卡監(jiān)測數(shù)據(jù)位3 2. CMD PP 命令/回復(fù) 3. Vss S 地 4. Vcc S 供電電壓 5. CLK I 時(shí)鐘 6. Css2 S 地 7. DAT0 I/O/PP 數(shù)據(jù)位0 8. DAT1 I/O/PP 數(shù)據(jù)位1 9. DAT2 I/O/PP 數(shù)據(jù)位2SD卡接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 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CMD信號(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

2、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S

3、PI模式可變時(shí)鐘頻率025MHz通信電壓范圍：2.0-3.6V工作電壓范圍:2.0-3.6V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卡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：24mm寬32mm長1.44mm厚本SD卡高度集成閃存，具備串行和隨機(jī)存取能力。 可以通過專用優(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)卡垛疊，通過

4、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)。 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CMD信號(hào)到內(nèi)部所用時(shí)鐘。本卡由6線SD卡接

5、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：。SD卡模式

6、。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，SD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。）?；旌偷腟D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)（DAT03）這幾根線，各個(gè)SD卡必須從主機(jī)分開。這個(gè)特性使得

7、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線上串行傳輸。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）或呼叫所有卡（廣播命令）方式發(fā)送?；貜?fù)從該CMD線上串行傳輸。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。DAT03：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。二、SD卡的命令1.SD卡的命令格式：SD卡的指令由6字節(jié)(Byte)組成，如下：Byte1

8、：0 1 x x x x x x(命令號(hào)，由指令標(biāo)志定義，如CMD39為100111即16進(jìn)制0x27，那么完整的CMD39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class0到class11，不同的SDd卡，主控根據(jù)其功能，支持不同的命令集 如下:Class0 :(卡的識(shí)別、初始化等基本命令集)CMD0:復(fù)位SD 卡.CMD1:讀OCR寄存器.CM

9、D9:讀CSD寄存器.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CMD12為止. Class4(寫卡命令集) :CMD24:寫單塊.CMD25:寫多塊.CMD27:寫CSD寄存器 .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)塊的地址.CMD29:擦除寫保護(hù)塊的地址.CMD30: Ask

10、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

11、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)閙mc卡對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cmd9，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

12、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?。?，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，不然的話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，長度是否夠一個(gè)block。 SDIDCON這個(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

13、是在這里設(shè)置的。3）fat文件系統(tǒng)問題 根據(jù)MBR找到分區(qū)表，根據(jù)分區(qū)表找到該分區(qū)MBR446B+4個(gè)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CMD55和ACMD41,直到響應(yīng)0X00為止

14、，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、D66、D77、CE18、A109、OE10、A911、A812、A713、VCC14、A615、A516、A

15、417、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、WAIT43、INPACK44、REG45、BVD246、BVD147、D848、D949、D1050、GNDCF卡二、PC I/O CARD MODE 1、GND2、D33、D44、D55、D66、D77、CE18、A109、OE10、A911、A812、A713、VCC14、A615、A516、A417、A318、A219、A120、A021、D022、D123、D224、IOIS1625、CD226、CD127、D1128、D1229、D1330、D1431、D1532、CE233、VS134、IORD35、IOWR36、WE37、RDY/BSY38、VCC39、CSEL40、VS241、RESET42、WAIT43、INPACK44、REG45、SPKR46、STSCHG47、D848、D949、D1050、GNDCF卡三、TRUE IDE MODE1、GND2、D33、D44、D55、D66、D77、CS08、A109、ATA