SD模式的命令集

NOTE:1) class1,class3,class9：SPI模式不支持!2) 继SD1.1之后又推出了SD2.0，主要特性是支持更大容量。

SD1.1中卡容量存放于CSD 寄存器中，而由于其规范中相关域的值较小，固最大只能表示2G地址。

随着Nand容量的大大提高，SD1.1已经不适合潮流，因而推出了SD2.0。

初始化流程大同小义，只需要CMD0之后再加上CMD8命令的识别。

SD1.1不支持CMD8，而SD2.0的CMD8能读到卡的接口信息。

如果卡响应CMD8为无效命令，则走SD1.1的流程，可能是SD1.1或MMC。

如CMD8响应正确，则很可能是SD2.0了。

3) SD卡具有安全加密功能，内置128bit加密位，在加密状态下，用户需提供密码才可以访问卡内的数据。

在卡上电时，若卡包含密码，卡自动进入锁定状态，读写命令均返回错误，以保护卡内容不被读出及修改。

密码设置功能由CMD42实现，其数据包中包括该命令中所有的信息。

Byte Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit00 Erase Card Lock/UnLock ClrPwd SetPwd1 Psw_Length2 Pwd Data...PwdLen+1擦除：此位置1时，卡的密码和内容会被强制擦除，在遗忘密码时可使用此功能。

锁定/解锁：此位置1时，表示命令结束后状态为锁定，为0，表示卡解锁。

清除密码：此位置1，表示清除卡的旧密码，此时数据中必须包含旧密码的正确内容。

加密：此位置1，表示设置卡的新密码，数据中必须包含新密码内容；更改密码时，新密码紧跟随旧密码内容。

在任意刻，主机可以通过CMD13命令读取卡的内部状态，判断其锁定状态。

bit0置1表示卡处于锁定状态。

1、设置密码使用CMD16设置Block长度为密码长度为PWD_LEN+2；发送CMD42命令：0x6A,0x00,0x00,0x00,0x00,0x95；发送命令数据：0x01,LEN,CMD_DATA0,CMD_DATA1……,0xFF,0xFF；使用CMD16恢复原Block长度。

一概述1. SD总线模式下CLK:时钟信号CMD:双向命令和响应信号DAT0-3:双向数据信号VDD,VSS:电源和地信号SD模式下允许有一个主机, 多个从机(即多个卡), 主机可以给从机分别地址. 主机发命令有些命令是发送给指定的从机,有些命令可以以广播形式发送.SD模式下可以选择总线宽度, 即选用几根DAT信号线, 可以在主机初始化后设置.2. SD总线协议SD模式下的命令和数据流都有一个开始位和结束位.>命令: 是在CMD上传输的用于启动一个操作的比特流. 由主机发往从机, 可以是点对点也可以是广播的.>响应: 是在CMD上传输的用于之前命令回答的比特流. 由从机发往主机.>数据: 是在DAT上传输的比特流, 双向传输.无响应模式无数据模式多块读操作模式多块写操作模式命令格式响应格式数据格式SD卡上电后会自动初始化,通过给卡发送CMD0也可以复位卡.二.SD卡命令描述.1.广播命令:给所有卡都发送, 某些命令需要响应.2.点对点命令给指定地址的卡发送, 需要响应.SD卡系统有两种工作模式:1.卡识别模式.主机上电复位后即处于此模式,它会在总线上等待卡. 卡复位后也处于此模式, 直到SEND_RCA(CMD3)命令到来.2.数据传输模式.卡收到SEND_RCA(CMD3)命令后即进入此模式. 主机识别到卡后也进入此模式.卡状态和工作模式对照表1.卡识别模式.此模式下主机复位总线所有的卡, 验证工作电压, 询问卡的地址. 这个模式下所有数据的传输都是只通过CMD线来完成.1)卡的复位.当卡上电或收到GO_IDLE_STATE (CMD0)命令后, 卡即进入Idle State状态. 此时卡将其RCA设为0, 相关寄存器设为传输稳定的最优模式.2)工作电压验证每个卡的最高和最低工作电压存储在OCR. 只有当电压比配时, CID和CSD的数据才能正常传输给主机.SD_SEND_OP_COND (ACMD41)命令用来判断卡的工作电压是否符合, 如果不符合的话, 卡应该放弃总线操作, 进入Inactive State（关闭状态）状态. 在发送SD_SEND_OP_COND (ACMD41)命令前记得要首先发送APP_CMD (CMD55).卡的状态变换图.ACMD41命令响应中的BUSY位也用于卡表示其还没准备好, 主机此时应重发ACMD41命令,直到卡准备好.主机在这个阶段的ACMD41中不允许改变工作电压, 如果确实想改变的话, 应该先发送CMD0, 然后再发送改变后的ACMD41.GO_INACTIVE_STATE (CMD15)命令用于使指定地址的卡进入Inactive State（关闭状态）模式.3)卡识别过程.ALL_SEND_CID (CMD2)命令用于获取卡的CID信息, 如果卡处于Ready State, 它就会在CMD线上传送它的CID信息, 然后进入Identification State（状态识别）模式. 紧接着发送CMD3 (SEND_RELATIVE_ADDR)命令, 用于设置卡新的地址. 卡收到新的地址后进入Stand-by State模式.2.数据传输模式.数据传输模式下卡的状态转变图进入数据传输模式后, 主机先不停的发送SEND_CSD (CMD9)命令获取卡的CSD信息. SET_DSR (CMD4)用于设置卡的DSR寄存器, 包括数据总线宽度, 总线上卡的数目, 总线频率, 当设置成功后, 卡的工作频率也随之改变. 此步操作是可选的.CMD7命令用于使指定地址的卡进入传输模式, 任何指定时刻只能有一个卡处于传输模式.传输模式下所有的数据传输都是点对点的, 并且所有有地址的命令都需要有响应..所有读命令都可以由CMD12命令停止,之后卡进入Transfer State. 读命令包括单块读(CMD17), 多块读(CMD18), 发送写保护(CMD30), 发送scr(ACMD51)和读模式一般命令(CMD56)..所有写命令都可以由CMD12命令停止. 写命令包括单块读(CMD24), 多块读(CMD25), 写CID(CMD26), 写CSD(CMD27),锁和解锁命令(CMD42)和写模式一般命令(CMD56)..当写命令传输完成后, 卡进入Programming State(传输成功)或Transfer State(传输失败).如果一个卡写操作被停止,但其前面数据的CRC和块长度正确, 数据还是会被写入..卡要提供写缓冲, 如果写缓冲已满并且卡处于Programming State, DAT0保持低BUSY. .写CID,CSD, 写保护, 擦除命令没有缓冲, 当这些命令没完时, 不应发送其他的数据传输命令..参数设置命令在卡被编程时是不允许发送的, 这些命令包括设置块长度(CMD16), 擦除块起始(CMD32)和擦除块结束(CMD33)..当卡正编程时读命令是禁止的..用CMD7使另一个卡进入Transfer State不会终止当前卡的编程和擦除, 当前卡会进入Disconnect State并且释放DAT线.. Disconnect State模式的卡可通过CMD7重新被选中,此时卡进入Programming State 并且使能busy信号.. CMD0或CMD15会终止卡的编程操作, 造成数据混乱, 此操作应禁止.1)总线宽度选择命令ACMD6命令用于选择总线宽度, 此命令只有在Transfer State有效. 应在CMD7命令后使用.2)块读命令块是数据传输的最小单位, 在CSD (READ_BL_LEN)中定义, SD卡为固定的512B.每个块传输的后面都跟着一个CRC校验. CMD17(READ_SINGLE_BLOCK)用于传输单个块,传输完之后,卡进入Transfer State. CMD18 (READ_MULTIPLE_BLOCK)用于多个块的传输,直到收到一个CMD12命令.3)块写命令与块读命令类似, 每个块传输的后面都跟着一个CRC校验.卡写数据时会进行CRC校验.多块写比重复的单块写更能提高效率.如果CSD中的WRITE_BLK_MISALIGN没设置, 并且发送的数据不是块对齐的, 卡会设置状态寄存器中的ADDRESS_ERROR位,并且进入Receive-data-State状态等待停止命令.此时写操作也会停止, 并且卡会设置其的WP_VIOLATION位.如果写缓冲满的话, 卡会停止接受WRITE_BLOCK命令. 此时主机应发送SEND_STATUS (CMD13)命令, 卡返回数据的READY_FOR_DATA位标志卡是否准备好接受新的数据.在多块写操作中通过事先发送ACMD23命令可提高写速度. ACMD23用于定义接下来要写数据的块的数目. 每次多块写操作后, 这个值又被设为默认的1.ACMD22会使卡返回写成功的块数目.4)擦除命令擦除命令的顺序是: ERASE_WR_BLK_START(CMD32),ERASE_WR_BLK_END(CMD33)and ERASE (CMD38).如果(CMD38或(CMD32, 33)接收到出错信息, 卡会设置状态寄存器中的ERASE_SEQ_ERROR 位并且重新等待新的命令时序.如果接收到时序错误命令, 卡会设置其ERASE_RESET位并且重新等待新的命令时序.5)写保护管理三种机制:-.写保护物理开关-.卡内部写保护通过设置CSD中的WP_GRP_ENABLE位和WP_GRP_SIZE位, SET_WRITE_PROT和CLR_WRITE_PROT命令用来设置和清除保护机制.-. 密码保护.三. 时钟控制如果主机要发送1K的数据, 但是主机缓冲区只有512B, 那么主机可以在发送完前512B 后, 可以先停止时钟, 然后把后512B填充入缓冲区, 再启动时钟, 这样卡并不会检测要两次发送之间的间隔, 认为其是一次完整的数据发送过程.四 CRC校验1.CRC7CRC7用于所有的命令, 除R3以外的响应, 以及CID和CSD寄存器.2.CRC16CRC16用于数据块的校验五. 错误类型.1. CRC错误和命令非法错误命令的CRC校验出错, 卡设置其状态寄存器的COM_CRC_ERROR位.非法命令错误, 卡设置其状态寄存器的ILLEGAL_COMMAND位.非法命令包括:不支持的命令,未定义的命令以及当前状态不支持的命令.2. 读,写和擦除超时.卡应该在指定的时间内完成一个命令或返回移动的错误信息. 如果在指定的超时时间内主机收不到响应, 应认为卡停止工作, 应重新复位卡.六命令1. 命令类型:- bc不需要响应的广播命令.- bcr需要响应的广播命令. 每个卡都会独立的接收命令和发送响应.- ac点对点命令, DAT线上没数据- adtc点对点命令, DAT线上有数据所有命令均遵守上图中的格式, 总共48位. 首先是1个起始位0, 接着是1个方向位(主机发送位1), 6个命令位( 0-63 ), 32位参数(有些命令需要), CRC7位校验, 1个停止位.2.卡命令根据不同的类型分成了不同的Class, 见下表,其中Class0,2,4,5,8是每个卡都必须支持的命令, 不同的卡所支持的命令保存在CSD中.3.命令详细描述1)基本命令Class02)读命令Class23)写命令Class43)擦除命令Class54)应用特定命令Class8下表中的所有命令使用前都应先跟一个APP_CMD(CMD55)命令七. 卡状态转换表八. 应答.所有的应答都是通过CMD发送,不同的应答长度可能不同.总共有四种类型的应答.1. R1: 长度位48位.注意每个块传输完成后有一个BUSY位.2.R1b:与R1类似, 只是将BUSY位加入响应中.3.R2(CID CSD寄存器) : 长度为136位, CID为CMD2和CMD10的应答, CSD为CMD9的应答.4.R3(OCR寄存器):长度位48位. 作为ACMD41的应答.5.R6(RCA地址应答):长度为48位九. 卡的状态SD卡支持两种状态:-卡状态:与MMC卡兼容.-SD卡状态:扩充到了512位.1.卡状态:R1应答包含一个32位的卡状态.见下表.其中Type中的含义为:E:错误位. S:状态位. R:根据命令在响应中设置.X:根据在命令执行期间设置, 必须再次读此位才能获得命令执行后的情况.Clear Condition:A: 与卡的当前状态有关B: 总是与命令有关,无效的命令会清除此位.C: 通过读此位来清除下表指明了哪些命令可能使哪些位产生变化2.SD卡状态:这些位通过DAT线传输, 并伴有CRC16校验. 其是作为ACMD13的应答.十. 卡存储器形式.-块:块是基本读写命令的单位,它可以是固定的或可变的. 关于块的大小以及其是否可变性存储在CSD中.-扇区:扇区是擦除命令的单位, 它是固定的值,保存在CSD中.十一. 时序图时序图中字母含义:1.命令和应答1)卡识别和卡工作电压确认模式:CMD2,ACMD412)地址分配模式:CMD33)数据传输模式:4)命令结束->下一个命令:5)两个命令直接1)单块读:CMD172)多块读:读过程时序.停止命令时序3.数据写1)单块写:注意Busy信号.2)多块写:多块写命令时序停止命令时序卡主动停止时的时序十二.寄存器.SD卡有六个寄存器OCR, CID, CSD, RCA, DSR and SCR. 其中前四个保存卡的特定信息, 后两个用来对卡进行配置.1.OCR寄存器:保存有卡支持的工作电压, 支持的话相应的位置1,否则为0.2.CID:保存有卡的身份信息.3.CSD保存有如何访问卡的信息.TAAC定义了数据访问的异步时间部分. NSAC为数据访问最坏需要的异步时间.TRAN_SPEED定义了单条DAT线上的最快速度:CCC:SD卡支持的命令集READ_BL_LEN:最大读块长度. WRITE_BL_LEN等于READ_BL_LENDSR_IMP: DSR寄存器是否允许配置, 1为允许,0为不允许.FILE_FORMAT: SD卡上的文件格式.4.RCA保存有卡的地址信息.5.DSR用于配置卡, 默认值为0x4046.SCR寄存器也保存有卡的特定信息.SD_BUS_WIDTHS指明卡支持的传输类型.第二部分 S3C2410 SD卡控制器一 SDI操作1.CPU寄存器设置过程.1)正确设置SDICON寄存器.2)正确设置SDIPRE寄存器.3)等待74个时钟信号初始卡.2.CMD命令发送过程.1)向SDICARG寄存器中写入发送的参数.2)确定命令类型并且通过设置SDICCON[8]来启动命令.3)确定命令是否发送完成. 没应答的话看SDICSTA[11], 有应答的话看SDICSTA[9].4)清除SDICSTA中的相应位.3.数据传输过程.1)向SDITIMER中写入超时值.2)向SDIBSIZE中写入块大小的值.3)设置块模式,总线宽度等, 通过SDIDCON启动传输.4)通过SDIFSTA检查TxFIFO是否可用, 再通过SDIDAT写入发送数据.5)通过SDIFSTA检查RxFIFO是否可用, 再通过SDIDAT读入接收数据.6)通过检查SDIDSTA[4]确定传输过程已完成.7)清除SDIDSTA中的相应位.4. SDIO有两种工作模式,中断和读等待模式.二. SDI寄存器.1.SDICON:SDI控制寄存器字节序类型:Type A: D[7:0] D[15:8] D[23:16] D[31:24]Type B: D[31:24] D[23:16] D[15:8] D[7:0]2.SDIPRE:波特率预分频寄存器.4. SDICCON:SDI命令控制寄存器.5. SDICSTA:SDI命令状态寄存器.6.SDIRSP0-SDIRSP3:命令响应寄存器8. SDIBSIZE:SDI块大小寄存器.9. SDIDCON:SDI数据控制寄存器10. SDIDCNT:SDI数据维持寄存器.12. SDIFSTA:SDI FIFO状态寄存器13. SDIDAT:SDI数据寄存器。

SD卡初始化以及命令详解SD卡是嵌⼊式设备中很常⽤的⼀种存储设备,体积⼩,容量⼤,通讯简单,电路简单所以受到很多设备⼚商的欢迎,主要⽤来记录设备运⾏过程中的各种信息,以及程序的各种配置信息,很是⽅便,有这样⼏点是需要知道的SD 卡是基于 flash 的存储卡。

SD 卡和 MMC 卡的区别在于初始化过程不同。

SD卡并不是我们通常意义上的⼿机扩展卡,那种卡叫做TF卡,但是通讯以及驱动模式是类似的. SD 卡的通信协议包括 SD 和 SPI 两类,SD卡上电之后默认处于SD状态。

SD 卡使⽤卡内智能控制模块进⾏ FLASH 操作控制，包括协议、安全算法、数据存取、ECC 算法、缺陷处理和分析、电源管理、时钟管理。

这些都不需要⽤户关系,这是SD卡⼚商做的事情驱动SD卡主要要实现读扇区,写扇区,初始化,获取SD卡相关配置信息这⼏个就可以了,另外.SD卡本⾝只是⼀种数据介质,它不含有⽂件系统,⽂件系统是⼀种⽂件的组织格式,是独⽴于存储介质的⼀种规范标准SD卡引脚序列SD卡引脚功能表TF卡引脚排序TF卡引脚功能表由此可见,TF卡⽐SD卡少了⼀个VSS引脚,也就是少了⼀个供电引脚另外电路设计时若SD卡使⽤SPI模式,那么不⽤的⼏根数据线应加上上拉电阻,否者会因为这⼏根数据线的电流震荡引起电流损耗,造成电路上的不稳定SD卡电路SPI驱动模式SD卡内部有五个我们可以读取的寄存器,分别如下要读取这些信息就需要与卡通讯,SD通讯是⽤命令+数据的形式进⾏的,命令格式如下也就是说,⼀次SD卡命令发送⼀共要发送6个字节,对于SPI通讯⽽⾔,就是SPI总线上传送六个字节字节 1 的最⾼ 2 位固定为 01，低 6 位为命令号（⽐如 CMD16，为 10000 即 16 进制的 0X10，完整的 CMD16，第⼀个字节为 01010000，即 0X10+0X40）。

字节 2~5 为命令参数，有些命令是没有参数的。

对于没有参数的命令默认发送0即可字节 6 的⾼七位为 CRC 值，最低位恒定为 1,crc计算遵循以下规律GX为⽣成多项式,具体计算⽅法请查看CRC计算相关,不过有⼀点好处就是,在SPI驱动模式下,不需要CRC校验(默认SD卡在SPI模式下不开启CRC校验,在SD模式下默认开始CRC校验),所以我们只需要对CMD0进⾏CRC就可以了,后⾯的CRC都可以不管(因为在CMD0之前是SD模式,所以第⼀个命令需要,切换之后就不⽤了),⽽CMD0的CRC为0x95(加上了之后的⼀位1)注:SPI模式下打开crc校验需要⽤到CMD59的保留命令,请查阅相关资料SD卡的命令表如下所⽰(以下仅写出SPI模式的CMD)CMD0 复位SD卡, 重置所有卡到 Idle状态,参数为0CMD1 设置SD卡到ACTIVATE模式,也就是推出IDLE模式CMD8 发送接⼝状态命令CMD9 读取CSD寄存器CMD10 读取CID寄存器CMD12 在多块读取的时候请求停⽌读取CMD13读取SD卡状态寄存器CMD16 设置单个扇区的⼤⼩⼀般都设置为512字节⼀个扇区CMD17 读取扇区命令CMD18 读取多个扇区知道发送停⽌命令CMD24 写扇区命令CMD25 写多个扇区命令CMD27 编辑CSD位CMD28设置地址组保护位。

一概述1. SD总线模式下CLK:时钟信号CMD:双向命令和响应信号DAT0-3:双向数据信号VDD,VSS:电源和地信号SD模式下允许有一个主机, 多个从机(即多个卡), 主机可以给从机分别地址. 主机发命令有些命令是发送给指定的从机,有些命令可以以广播形式发送.SD模式下可以选择总线宽度, 即选用几根DAT信号线, 可以在主机初始化后设置.2. SD总线协议SD模式下的命令和数据流都有一个开始位和结束位.>命令: 是在CMD上传输的用于启动一个操作的比特流. 由主机发往从机, 可以是点对点也可以是广播的.>响应: 是在CMD上传输的用于之前命令回答的比特流. 由从机发往主机.>数据: 是在DAT上传输的比特流, 双向传输.无响应模式无数据模式多块读操作模式多块写操作模式命令格式响应格式数据格式SD卡上电后会自动初始化,通过给卡发送CMD0也可以复位卡.二.SD卡命令描述.1.广播命令:给所有卡都发送, 某些命令需要响应.2.点对点命令给指定地址的卡发送, 需要响应.SD卡系统有两种工作模式:1.卡识别模式.主机上电复位后即处于此模式,它会在总线上等待卡. 卡复位后也处于此模式, 直到SEND_RCA(CMD3)命令到来.2.数据传输模式.卡收到SEND_RCA(CMD3)命令后即进入此模式. 主机识别到卡后也进入此模式.卡状态和工作模式对照表1.卡识别模式.此模式下主机复位总线所有的卡, 验证工作电压, 询问卡的地址. 这个模式下所有数据的传输都是只通过CMD线来完成.1)卡的复位.当卡上电或收到GO_IDLE_STATE (CMD0)命令后, 卡即进入Idle State状态. 此时卡将其RCA设为0, 相关寄存器设为传输稳定的最优模式.2)工作电压验证每个卡的最高和最低工作电压存储在OCR. 只有当电压比配时, CID和CSD的数据才能正常传输给主机.SD_SEND_OP_COND (ACMD41)命令用来判断卡的工作电压是否符合, 如果不符合的话, 卡应该放弃总线操作, 进入Inactive State状态. 在发送SD_SEND_OP_COND (ACMD41)命令前记得要首先发送APP_CMD (CMD55).卡的状态变换图.ACMD41命令响应中的BUSY位也用于卡表示其还没准备好, 主机此时应重发ACMD41命令,直到卡准备好.主机在这个阶段的ACMD41中不允许改变工作电压, 如果确实想改变的话, 应该先发送CMD0, 然后再发送改变后的ACMD41.GO_INACTIVE_STATE (CMD15)命令用于使指定地址的卡进入Inactive State模式.3)卡识别过程.ALL_SEND_CID (CMD2)命令用于获取卡的CID信息, 如果卡处于Ready State, 它就会在CMD线上传送它的CID信息, 然后进入Identification State模式. 紧接着发送CMD3 (SEND_RELATIVE_ADDR)命令, 用于设置卡新的地址. 卡收到新的地址后进入Stand-by State 模式.2.数据传输模式.数据传输模式下卡的状态转变图进入数据传输模式后, 主机先不停的发送SEND_CSD (CMD9)命令获取卡的CSD信息. SET_DSR (CMD4)用于设置卡的DSR寄存器, 包括数据总线宽度, 总线上卡的数目, 总线频率, 当设置成功后, 卡的工作频率也随之改变. 此步操作是可选的.CMD7命令用于使指定地址的卡进入传输模式, 任何指定时刻只能有一个卡处于传输模式.传输模式下所有的数据传输都是点对点的, 并且所有有地址的命令都需要有响应..所有读命令都可以由CMD12命令停止,之后卡进入Transfer State. 读命令包括单块读(CMD17), 多块读(CMD18), 发送写保护(CMD30), 发送scr(ACMD51)和读模式一般命令(CMD56)..所有写命令都可以由CMD12命令停止. 写命令包括单块读(CMD24), 多块读(CMD25), 写CID(CMD26), 写CSD(CMD27),锁和解锁命令(CMD42)和写模式一般命令(CMD56)..当写命令传输完成后, 卡进入Programming State(传输成功)或Transfer State(传输失败).如果一个卡写操作被停止,但其前面数据的CRC和块长度正确, 数据还是会被写入..卡要提供写缓冲, 如果写缓冲已满并且卡处于Programming State, DAT0保持低BUSY. .写CID,CSD, 写保护, 擦除命令没有缓冲, 当这些命令没完时, 不应发送其他的数据传输命令..参数设置命令在卡被编程时是不允许发送的, 这些命令包括设置块长度(CMD16), 擦除块起始(CMD32)和擦除块结束(CMD33)..当卡正编程时读命令是禁止的..用CMD7使另一个卡进入Transfer State不会终止当前卡的编程和擦除, 当前卡会进入Disconnect State并且释放DAT线.. Disconnect State模式的卡可通过CMD7重新被选中,此时卡进入Programming State 并且使能busy信号.. CMD0或CMD15会终止卡的编程操作, 造成数据混乱, 此操作应禁止.1)总线宽度选择命令ACMD6命令用于选择总线宽度, 此命令只有在Transfer State有效. 应在CMD7命令后使用.2)块读命令块是数据传输的最小单位, 在CSD (READ_BL_LEN)中定义, SD卡为固定的512B.每个块传输的后面都跟着一个CRC校验. CMD17(READ_SINGLE_BLOCK)用于传输单个块,传输完之后,卡进入Transfer State. CMD18 (READ_MULTIPLE_BLOCK)用于多个块的传输,直到收到一个CMD12命令.3)块写命令与块读命令类似, 每个块传输的后面都跟着一个CRC校验.卡写数据时会进行CRC校验.多块写比重复的单块写更能提高效率.如果CSD中的WRITE_BLK_MISALIGN没设置, 并且发送的数据不是块对齐的, 卡会设置状态寄存器中的ADDRESS_ERROR位,并且进入Receive-data-State状态等待停止命令.此时写操作也会停止, 并且卡会设置其的WP_VIOLATION位.如果写缓冲满的话, 卡会停止接受WRITE_BLOCK命令. 此时主机应发送SEND_STATUS (CMD13)命令, 卡返回数据的READY_FOR_DATA位标志卡是否准备好接受新的数据.在多块写操作中通过事先发送ACMD23命令可提高写速度. ACMD23用于定义接下来要写数据的块的数目. 每次多块写操作后, 这个值又被设为默认的1.ACMD22会使卡返回写成功的块数目.4)擦除命令擦除命令的顺序是: ERASE_WR_BLK_START(CMD32),ERASE_WR_BLK_END(CMD33)and ERASE (CMD38).如果(CMD38或(CMD32, 33)接收到出错信息, 卡会设置状态寄存器中的ERASE_SEQ_ERROR 位并且重新等待新的命令时序.如果接收到时序错误命令, 卡会设置其ERASE_RESET位并且重新等待新的命令时序.5)写保护管理三种机制:-.写保护物理开关-.卡内部写保护通过设置CSD中的WP_GRP_ENABLE位和WP_GRP_SIZE位, SET_WRITE_PROT和CLR_WRITE_PROT命令用来设置和清除保护机制.-. 密码保护.三. 时钟控制如果主机要发送1K的数据, 但是主机缓冲区只有512B, 那么主机可以在发送完前512B 后, 可以先停止时钟, 然后把后512B填充入缓冲区, 再启动时钟, 这样卡并不会检测要两次发送之间的间隔, 认为其是一次完整的数据发送过程.四 CRC校验1.CRC7CRC7用于所有的命令, 除R3以外的响应, 以及CID和CSD寄存器.2.CRC16CRC16用于数据块的校验五. 错误类型.1. CRC错误和命令非法错误命令的CRC校验出错, 卡设置其状态寄存器的COM_CRC_ERROR位.非法命令错误, 卡设置其状态寄存器的ILLEGAL_COMMAND位.非法命令包括:不支持的命令,未定义的命令以及当前状态不支持的命令.2. 读,写和擦除超时.卡应该在指定的时间内完成一个命令或返回移动的错误信息. 如果在指定的超时时间内主机收不到响应, 应认为卡停止工作, 应重新复位卡.六命令1. 命令类型:- bc不需要响应的广播命令.- bcr需要响应的广播命令. 每个卡都会独立的接收命令和发送响应.- ac点对点命令, DAT线上没数据- adtc点对点命令, DAT线上有数据所有命令均遵守上图中的格式, 总共48位. 首先是1个起始位0, 接着是1个方向位(主机发送位1), 6个命令位( 0-63 ), 32位参数(有些命令需要), CRC7位校验, 1个停止位.2.卡命令根据不同的类型分成了不同的Class, 见下表,其中Class0,2,4,5,8是每个卡都必须支持的命令, 不同的卡所支持的命令保存在CSD中.3.命令详细描述1)基本命令Class02)读命令Class23)写命令Class43)擦除命令Class54)应用特定命令Class8下表中的所有命令使用前都应先跟一个APP_CMD(CMD55)命令七. 卡状态转换表八. 应答.所有的应答都是通过CMD发送,不同的应答长度可能不同.总共有四种类型的应答.1. R1: 长度位48位.注意每个块传输完成后有一个BUSY位.2.R1b:与R1类似, 只是将BUSY位加入响应中.3.R2(CID CSD寄存器) : 长度为136位, CID为CMD2和CMD10的应答, CSD为CMD9的应答.4.R3(OCR寄存器):长度位48位. 作为ACMD41的应答.5.R6(RCA地址应答):长度为48位九. 卡的状态SD卡支持两种状态:-卡状态:与MMC卡兼容.-SD卡状态:扩充到了512位.1.卡状态:R1应答包含一个32位的卡状态.见下表.其中Type中的含义为:E:错误位. S:状态位. R:根据命令在响应中设置.X:根据在命令执行期间设置, 必须再次读此位才能获得命令执行后的情况.Clear Condition:A: 与卡的当前状态有关B: 总是与命令有关,无效的命令会清除此位.C: 通过读此位来清除下表指明了哪些命令可能使哪些位产生变化2.SD卡状态:这些位通过DAT线传输, 并伴有CRC16校验. 其是作为ACMD13的应答.十. 卡存储器形式.-块:块是基本读写命令的单位,它可以是固定的或可变的. 关于块的大小以及其是否可变性存储在CSD中.-扇区:扇区是擦除命令的单位, 它是固定的值,保存在CSD中.十一. 时序图时序图中字母含义:1.命令和应答1)卡识别和卡工作电压确认模式:CMD2,ACMD412)地址分配模式:CMD33)数据传输模式:4)命令结束->下一个命令:5)两个命令直接1)单块读:CMD172)多块读:读过程时序.停止命令时序3.数据写1)单块写:注意Busy信号.2)多块写:多块写命令时序停止命令时序卡主动停止时的时序十二.寄存器.SD卡有六个寄存器OCR, CID, CSD, RCA, DSR and SCR. 其中前四个保存卡的特定信息, 后两个用来对卡进行配置.1.OCR寄存器:保存有卡支持的工作电压, 支持的话相应的位置1,否则为0.2.CID:保存有卡的身份信息.3.CSD保存有如何访问卡的信息.TAAC定义了数据访问的异步时间部分. NSAC为数据访问最坏需要的异步时间.TRAN_SPEED定义了单条DAT线上的最快速度:CCC:SD卡支持的命令集READ_BL_LEN:最大读块长度. WRITE_BL_LEN等于READ_BL_LENDSR_IMP: DSR寄存器是否允许配置, 1为允许,0为不允许.FILE_FORMAT: SD卡上的文件格式.4.RCA保存有卡的地址信息.5.DSR用于配置卡, 默认值为0x4046.SCR寄存器也保存有卡的特定信息.SD_BUS_WIDTHS指明卡支持的传输类型.第二部分 S3C2410 SD卡控制器一 SDI操作1.CPU寄存器设置过程.1)正确设置SDICON寄存器.2)正确设置SDIPRE寄存器.3)等待74个时钟信号初始卡.2.CMD命令发送过程.1)向SDICARG寄存器中写入发送的参数.2)确定命令类型并且通过设置SDICCON[8]来启动命令.3)确定命令是否发送完成. 没应答的话看SDICSTA[11], 有应答的话看SDICSTA[9].4)清除SDICSTA中的相应位.3.数据传输过程.1)向SDITIMER中写入超时值.2)向SDIBSIZE中写入块大小的值.3)设置块模式,总线宽度等, 通过SDIDCON启动传输.4)通过SDIFSTA检查TxFIFO是否可用, 再通过SDIDAT写入发送数据.5)通过SDIFSTA检查RxFIFO是否可用, 再通过SDIDAT读入接收数据.6)通过检查SDIDSTA[4]确定传输过程已完成.7)清除SDIDSTA中的相应位.4. SDIO有两种工作模式,中断和读等待模式.二. SDI寄存器.1.SDICON:SDI控制寄存器字节序类型:Type A: D[7:0] D[15:8] D[23:16] D[31:24]Type B: D[31:24] D[23:16] D[15:8] D[7:0]2.SDIPRE:波特率预分频寄存器.4. SDICCON:SDI命令控制寄存器.5. SDICSTA:SDI命令状态寄存器.6.SDIRSP0-SDIRSP3:命令响应寄存器8. SDIBSIZE:SDI块大小寄存器.9. SDIDCON:SDI数据控制寄存器10. SDIDCNT:SDI数据维持寄存器.12. SDIFSTA:SDI FIFO状态寄存器13. SDIDAT:SDI数据寄存器。

SD卡操作一、概述1、简介SD卡是基于flash的存储卡。

SD卡和MMC卡的区别在于初始化过程不同。

SD卡的通信协议包括SD和SPI两类。

SD卡使用卡内智能控制模块进行FLASH操作控制，包括协议、安全算法、数据存取、ECC算法、缺陷处理和分析、电源管理、时钟管理。

2、功能介绍2.1 特点1)主机无关的FLASH内存擦除和编程读或写数据，主机只要发送一个带地址的命令，然后等待命令完成，主机无需关心具体操作的完成。

当采用新型的FLASH时，主机代码无需更新。

2)缺陷管理3)错误恢复4)电源管理Flash每个扇区有大约10万次的写寿命，读没有限制。

擦除操作可以加速写操作，因为在写之前会进行擦除。

3 SD总线模式3.1 Negotiating Operation Conditions当主机定义了SD卡不支持的电压范围时，SD卡将处于非活动状态，将忽略所有的总线传输。

要退出非活动状态唯一的方法就是重新上电。

3.2 SD卡获取和识别SD卡总线采用的是单主多从结构，总线上所有卡共用时钟和电源线。

主机依次分别访问每个卡，每个卡的CID寄存器中已预编程了一个唯一的卡标识号，用来区分不同的卡。

主机通过READ_CID命令读取CID寄存器。

CID寄存器在SD卡生产过程中的测试和格式化时被编程，主机只能读取该号。

DAT3线上内置的上拉电阻用来侦测卡。

在数据传输时电阻断开(使用ACMD42)。

3.3 卡状态卡状态分别存放在下面两个区域：卡状态（Card Status），存放在一个32位状态寄存器，在卡响应主机命令时作为数据传送给主机。

SD状态（SD_Status），当主机使用SD_STATUS（ACMD13）命令时，512位以一个数据块的方式发送给主机。

SD_STATUS还包括了和BUS_WIDTH、安全相关位和扩展位等的扩展状态位。

3.4 内存组织数据读写的基本单元是一个字节，可以按要求组织成不同的块。

Block:块大小可以固定，也可以改变，允许的块大小是实际大小等信息存储在CSD寄存器。

SD卡CMD命令介绍1条CMD线,所有的命令和回应都是通过这条线一位一位的传输.不同模式或不同版本下,命令有不同含义.(SD(SD[0],SD[3:0]),SPI))1条时钟线,时钟源是来自APH总线时钟4条数据线,SPI模式下用了两条(一条输出,一条输入),SD的一位模式下一条(输出输入),也可以用完四条(输出输入,DATA[0]将分时复用).SD卡是以块为单位,初始化时有配置,一般为512字节,一个扇区有4096个块.2410_SDI控制器:封装了命令和数据的移位操作,支持SDI_1.0规范.有FIFO和DMA模式.当操作某些寄存器时,控制器会自动帮我们转换成48位的命令包通过移位控制器发给SD从机.SD命令包格式----------------------------------------------------------------------------Bit 位置47 46 [45:40] [39:08] [07:01] 00Bit 宽度 1 1 6 32 7 1值 0 1 x x x 1说明 Start Bit Transmission Bit Command Index Argument CRC7 End Bit----------------------------------------------------------------------------在S3C2410中要发送CMD需要设置SDICARG,SDICCON两个寄存器.SDICARG: SDI 命令参数寄存器:SDICCON: SDI 命令控制寄存器:这两个寄存器合起来构成SD协议规范中的CMD命令.其中:SDICARG[31:0] ===================== CMD[39:8] 命令的参数(根据命令所需的参数位格式设置)SDICCON[7:0] ===================== CMD[47:40] 包含Start Bit,Transmission Bit,Command Index.ACMD命令:ACMD是特殊命令.虽然发送方法也是用SDICARG和SDICCON来发.但是,在发送特殊命令前,要先发送一条普通的不带参数的CMD55命令,表示下一条所发送的命令是特殊命令.例如:CMD52 SDICARG:----------------------------------------------------------------------------Bit 位置 31 [30:28] 27 26 [25:9] 8 [7:0]Bit 宽度 1 3 1 1 17 1 8说明 R/W flag Function Number RAW flag Stuff Register Address Stuff Write Data or Stuff Bits----------------------------------------------------------------------------SCR 该寄存器保存的SD的特殊性信息(例如支持的总线位宽,SD卡的版本),MMC卡没有此寄存器,获取该寄存器的数据需要从数据线读的.CSD 该寄存器保存着SD卡的详细信息,如块大小,SD卡的容量大小,文件系统等信息.RCA SD的相对地址(SD卡已经保存在芯片内部)OCR 该寄存器保存着SD的可供电范围,并且区别是否为HC卡(根据返回的ORC回应第30位是否置1).CIA (Card I/O Area)CID SD卡的唯一ID号CIS (Card Information Structure)跟Linux内核的参数TagList的存放方式很相似,都是以标识号和长度加后续内容表示一个节点.SD模式的命令说明:01000000 CMD0 GO_IDLE_STATE Mandatory Mandatory Used to change from SD to SPI mode /* 使SD卡进入Idle状态 */ 01000010 CMD2 ALL_SEND_CID Mandatory CID not supported by SDIO /* 广播获取卡的CID信息 */01000011 CMD3 SEND_RELATIVE_ADDR Mandatory Mandatory /* 广播获取SD卡所分配的相对地址 */01000100 CMD4 SET_DSR Optional DSR not supported by SDIO01000101 CMD5 IO_SEND_OP_COND Mandatory01000110 CMD6 SWITCH_FUNC Mandatory1 Mandatory1 Added in Part 1 v1.1001000111 CMD7 SELECT/DESELECT_CARD Mandatory Mandatory /* 根据获取指定的RCA,选中SD卡,如果在选中一个卡的状态下,又选中其他的卡,那么之前的卡会自动取消选中,如果发送地址0,则表示取消选中全部卡 */01001001 CMD9 SEND_CSD Mandatory CSD not supported by SDIO /* 获取SD相关的存储信息,如块大小,容量等. */ 01001010 CMD10 SEND_CID Mandatory CID not supported by SDIO01001100 CMD12 STOP_TRANSMISSION Mandatory /* 停止多块传输操作 */01001101 CMD13 SEND_STATUS Mandatory Card Status includes only SDMEM information /* 获取卡的状态 */ 01001111 CMD15 GO_INACTIVE_STATE Mandatory Mandatory01010000 CMD16 SET_BLOCKLEN Mandatory /* 设置SD卡的块大小,CSD寄存器有描述. */01010001 CMD17 READ_SINGLE_BLOCK Mandatory /* 使SD卡进入传输状态,读取单个块 */01010010 CMD18 READ_MULTIPLE_BLOCK Mandatory /* 使SD卡进入传输状态,读取多个块,直到收到CMD12为止 */01011000 CMD24 WRITE_BLOCK Mandatory /* 使SD卡进入传输状态,写入单个块 */01011001 CMD25 WRITE_MULTIPLE_BLOCK Mandatory /* 使SD卡进入传输状态,写入多个块 */01011011 CMD27 PROGRAM_CSD Mandatory CSD not supported by SDIO01011100 CMD28 SET_WRITE_PROT Optional01011101 CMD29 CLR_WRITE_PROT Optional01011110 CMD30 SEND_WRITE_PROT Optional01100000 CMD32 ERASE_WR_BLK_START Mandatory01100001 CMD33 ERASE_WR_BLK_END Mandatory01100110 CMD38 ERASE Mandatory01101010 CMD42 LOCK_UNLOCK Optional01110100 CMD52 IO_RW_DIRECT Mandatory01110101 CMD53 IO_RW_EXTENDED Mandatory Block mode is optional01110111 CMD55 APP_CMD Mandatory /* 特殊指令前命令,在发送ACMD类指令前,需要发送此命令 */01111000 CMD56 GEN_CMD MandatoryACMD6 SET_BUS_WIDTH Mandatory /* 设置SD卡的总线位宽,这个需要读取SCR确定 */ACMD13 SD_STATUS MandatoryACMD22 SEND_NUM_WR_BLOCKS MandatoryACMD23 SET_WR_BLK_ERASE_COUNT MandatoryACMD41 SD_APP_OP_COND Mandatory /* 获取SD电压值 */ACMD42 SET_CLR_CARD_DETECT MandatoryACMD51 SEND_SCR Mandatory SCR not supported by SDIO /* 获取SD卡的SCR寄存器的值 */2410 SDI控制寄存器:SDICON 0x5A000000 R/W SDI control register /* 完成SD卡基础配置,包括大小端,中断允许,时钟使能和重启FIFO */SDIPRE 0x5A000004 R/W SDI baud rate prescaler register /* 对SD的时钟分频系数设置 */SDICARG 0x5A000008 R/W SDI command argument register /* 指令的参数存放在这里,不同的命令,参数的位数格式有不用含义 */SDICCON 0x5A00000C R/W SDI command control register /* 控制指令形式的寄存器,配置SPI还是SDI指令,指令的反馈长度,是否等待反馈,是否运行指令,指令的索引等 */SDICSTA 0x5A000010 R/(W) SDI command status register /* 指令状态寄存器,指令是否超时,传送,结束,CRC是否正确等 */SDIRSP0 0x5A000014 R SDI response register 0 /* SD回应状态寄存器,R1的回应都用这个,其他长回应会用到4个. */SDIRSP1 0x5A000018 R SDI response register 1SDIRSP2 0x5A00001C R SDI response register 2SDIRSP3 0x5A000020 R SDI response register 3SDIDTIMER 0x5A000024 R/W SDI data / busy timer register /* 设置超时时间 */SDIBSIZE 0x5A000028 R/W SDI block size register /* 设置Block的大小,FIFO共填充的数据.单位是字节 */ SDIDCON 0x5A00002C R/W SDI data control register /* 数据控制寄存器,配置是几线传输,数据发送方向,数据传送方式,要传送多少个块的数据等 */SDIDCNT 0x5A000030 R SDI data remain counter register /* 数据保持计数器 */SDIDSTA 0x5A000034 R/(W) SDI data status register /* 数据状态寄存器,数据是否发送完,CRC效验,超时等 */ SDIFSTA 0x5A000038 R SDI FIFO status register /* FIFO状态寄存器，DMA传输时不用判断FIFO */ SDIDAT 0x5A00003C (Li/W,Li/B, Bi/W) 0x5A00003F(Bi/B) R/W SDI data register /* 数据传输寄存器,要严格读完所请求的数据块,否则遗留的数据位将影响下一次的数据传输 */SDIIMSK 0x5A000040 R/W SDI interrupt mask register /* 中断屏蔽 */SD/MMC 初始化流程步骤是：1）配置时钟，慢速一般为400K，设置工作模式2）发送CMD0，进入空闲态，该指令没有反馈3）发送CMD8，如果有反应，CRC值与发送的值相同，说明该卡兼容SD2.0协议。

SD卡引脚定义针脚名称类型描述1.CD DAT3 I/O/PP卡监测数据位32.CMD PP命令/回复3.Vss S地4.Vcc S供电电压5.CLK I时钟6.Css2 S地7.DAT0 I/O/PP 数据位08.DAT1 I/O/PP 数据位19.DAT2 I/O/PP 数据位2SD卡接口标准规范SD卡上所有单元由内部时钟发生器提供时钟。

接口驱动单元同步外部时钟的DAT和CMD信号到内部所用时钟。

本卡由6线SD卡接口控制，包括：CMD,CLK,DAT0-DAT3。

在多SD卡垛叠中为了标识SD卡，一个卡标识寄存器(CID)和一个相应地址寄存器（RCA）预先准备好。

一个附加的寄存器包括不同类型操作参数。

这个寄存器叫做CSD。

使用SD卡线访问存储器还是寄存器的通信由SD卡标准定义。

卡有自己的电源开通检测单元。

无需附加的主复位信号来在电源开启后安装卡。

它防短路，在带电插入或移出卡时。

无需外部编程电压。

编程电压卡内生成。

SD卡支持第二接口工作模式SPI。

如果接到复位命令（CMD0）时，CS信号有效（低电平），SPI模式启用。

SD卡接口规范(完整规范标准)特性：◎容量：32MB/64MB/128MB/256MB/512MB/1GByte◎兼容规范版本1.01◎卡上错误校正◎支持CPRM◎两个可选的通信协议：SD模式和SPI模式◎可变时钟频率0－25MHz◎通信电压范围：2.0-3.6V工作电压范围:2.0-3.6V◎低电压消耗：自动断电及自动睡醒，智能电源管理◎无需额外编程电压◎卡片带电插拔保护◎正向兼容MMC卡◎高速串行接口带随即存取－－－支持双通道闪存交叉存取－－－快写技术：一个低成本的方案，能够超高速闪存访问和高可靠数据存储－－－最大读写速率：10Mbyte/s◎最大10个堆叠的卡（20MHz,Vcc=2.7-3.6V)◎数据寿命：10万次编程/擦除◎CE和FCC认证◎PIP封装技术◎尺寸：24mm宽×32mm长×1.44mm厚本SD卡高度集成闪存，具备串行和随机存取能力。

第1章SD卡指令集1.1 S D卡指令集
该章节提供了有价值的SD卡指令信息.
1.1.1 指令类型
下面是4种指令详细说明了控制SD卡。

●广播指令，没应答(bc)
●广播指令，有应答(bcr)
●寻址（点对点）指令(ac)
DAT上没数据传输。

●寻址（点对点）数据传输指令(adtc)
DAT上没数据传输。

所在的指令和应答都是通过SD卡的CMD线发送。

1.1.2 指令格式
1.1.3 指令类别
1.1.4 详细指令描述
表 1.1 基本指令（Class 0 And Class 1）
表 1.2 块读指令(Class 2)
表 1.3 块写指令（Class 4）
表 1.4 写保护（Class 6）
表 1.5 指令（Class 5）
表 1.6 锁卡指令(Class 7)
表 1.7 特殊应用指令（Class 8）
使用以下指令之前先执行APP_CMD指令（CMD55）。

表 1.8 特殊应用指在SD总线上使用/保留。