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SD卡协议学习点滴(一)首先SD卡有所谓操作模式(operationmode)的概念,每种操作模式又具体对应一种或多种状态,主机通过发送命令可以使SD卡在不同的状态间转换,SD卡则接受命令,并根据自己现在所处状态做出不同的响应。系系统上电时刻或者搜寻SD卡时,SD卡控制器应该处于SD卡识别模式;SD卡在刚接入系统时刻也处于这种模式,并且处于此模式下的Idle状态。SD卡识别模式:在这种模式下,控制器会检验SD卡的工作电压范围,识别SD卡类型,并要求它们发送各自的相对地址(RelativeCardAddress);这些操作在SD卡各自的CMD线上进行。所有的操作均使用默认的SD卡识别时钟频率(identificationclockrate)SD卡复位:发送GO_IDLE_STATE(CMD0)到SD卡后,除处于非活动状态(Inactivestate)之外的SD卡都会进入空闲状态(Idlestate);在Idle状态,SD卡的CMD线处于输入模式,默认相对地址为0x0000,默认驱动寄存器设定为最低速度,最大驱动电流能力。工作条件检测:在控制器和SD卡进行任何通信之前,控制器不清楚SD卡支持的工作电压范围,故而控制器首先使用默认的电压发送一条reset指令(CMD0),紧跟着的CMD8指令,用于取得SD卡支持工作电压范围数据。SD卡通过检测CMD8的参数部分来检查控制器使用的工作电压,控制器通过分析回传的CMD8参数部分来校验SD卡是否可以在所给电压下工作。如果SD卡可以在指定电压下工作,则它回送CMD8的命令响应字,其中包含checkvoltage,checkpattern。如果SD卡不支持所给电压,则SD卡不会给出任何响应信息,并继续处于Idle状态。在PLV2.0(physicallayerversion2.0)下,在首次执行ACMD41之前,必须执行CMD8指令,用以初始化SDHC卡,SDHC卡根据是否接收到CMD8指令来鉴别控制器是否支持PLV2.0协议。使用低电压的控制器也必须在ACMD41命令之前发送CMD8,避免可以工作在两种电压模式下的SD卡因为没有接收到CMD8,而默认工作在高电压环境下,被误认为是只支持高电压工作模式。SD_SEND_OP_COND(ACMD41)命令的目的是给予SD卡控制器一个识别SD卡是否可以在所给Vdd范围下工作的机制,如果SD卡无法在指定Vdd范围内工作,则它会进入非活动状态(Inactivestate)。要注意的是,ACMD41是应用相关型命令,因而,每次发出的ACMD41命令都必须紧跟在一条APP_CMD(CMD55)命令之后。在空闲态(IdleState)下使用的CMD55命令使用默认的卡相对地址(RCA)0x0000。每次控制器发送CMD0复位SD卡后,都要重新进行系列初始化操作(CMD8,ACMD41...)。如果ACMD41指令的OCR比特位为0,控制器可以查询各个SD卡,并决定它们共同的工作电压范围。在作为查询的ACMD41指令发送之后,SD卡并不会开始初始化过程,直到控制器重新发送一条ACMD41指令SD卡初始化和识别过程:SD卡的初始化开始于接收到ACMD41指令之后,ACMD指令的HCS(HostCapacitySupport)位如果设定为1的话,表明控制器支持SDHC卡,否则表示不支持。在CMD8命令发送之后的ACMD41指令其功能有所扩展,在参数里多了HCS部分,在响应里面多了CCS(CardCapacityStatus)部分。HCS参数会被不响应CMD8命令的SD卡所抛弃。控制器向不响应CMD8的卡发送ACMD41指令时,HCS位应该设置为零0。如果向SDHC卡发送HCS位为0的ACMD41命令,SDHC卡返回的响应,其busy标识位永远为0,代表忙状态。HCS标识位用来表明SD卡是否已经完成初始化,如果未完成,HCS为零,否则为1,如果HCS为0,控制器会重复发送ACMD41指令,SD卡只检查首次接收到的ACMD41指令的HCS位。响应CMD8的SD卡发送的对于ACMD41指令响应会包含CCS部分,控制器只检查HCS标志位为1的响应所包含的CCS位。CCS=1表明其为SDHC卡,否则为标准SD卡。控制器随后发送ALL_SEND_CID(CMD2)命令,查询各个卡的CID(uniquecardidentification)值,还没有被识别的SD卡(处于Ready状态)会发送CID值作为响应,发送完CID值之后,SD卡进入识别状态(Identificationstate),然后控制器发送CMD3(SEND_RELATIVE_ADDR)命令,要求各个SD卡发送一个新的相对地址(RCA),RCA在之后的数据传输模式中用于寻址。RCA发送完之后。SD卡进入Stand-by状态,在这个状态,如果控制器想要给SD卡分配一个新的RCA,它可以发送另一条CMD3命令给SD卡。最后发布的RCA为SD卡的真实RCA。数据传输模式:在SD卡识别模式结束之前,控制器使用的时钟频率均为Fod。在数据传输模式,控制器可能会使用Fpp频率。控制器发送一条SSEND_CSD(CMD9)命令来获取SD卡CSD寄存器(CardSpecificData)里面的描述值,譬如,块长度,卡容量信息等。广播命令SET_DSR(CMD4)为各个已识别的SD卡配置驱动阶段(??)。它会向SD卡的DSR寄存器写入相关的信息。控制器的时钟频率也在这个时刻从Fod转到Fpp。SET_DSR命令是可选的。CMD7命令用来选择某个SD卡,使其进入Transfer状态,在指定时间段内,只有一个卡能处于Transfer状态。当某个先前被选中的处于Transfer状态的SD卡接收到CMD7之后,会释放与控制器的连接,并进入Stand-by状态。当CMD7使用保留地址0x0000时,所有的SD卡都会进入Stand-by状态。数据传输模式下各个状态的转换关系总结如下:所有的数据读命令都可以被停止命令(CMD12)在任意时刻终止。数据传输会终止,SD卡返回Transfer状态。读命令有:块读操作(CMD17)、多块读操作(CMD18)、发送写保护(CMD30)、发送scr(ACMD51)以及读模式下的普通命令(CMD56)所有的数据写命令都可以被停止命令(CMD12)在任意时刻终止。写命令也会在取消选择命令(CMD7)之前停止。写命令有:块写操作(CMD24,CMD25)、编程命令(CMD27)、锁定/解锁命令(CMD42)以及写模式下的普通命令(CMD56)数据传输一旦完成,SD卡会退出数据写状态,进入Programming状态(传输成功)或者Transfer状态(传输失败)如果块写操作被叫停,但是写操作包含的最终块其长度和CRC校验是正确的话,数据会被编程到SD卡(从缓存写入到Flash?)SD卡可能会提供缓存模式,意思是前次写入块在编程到Flash的时刻,控制器可以接着发送下一块的数据当写缓存为满时刻,并且SD卡处于Programming状态,DAT0会保持为低电平(BUSY),表明其为忙状态写CSD,写保护,擦除这些操作没有缓存的功能,当SD卡正在处理这些命令的时候,其余的数据传输命令会被忽略。当SD卡为忙,并且处于Programming状态的时候,DAT0也会被SD卡拉低,在SD卡处于Programming状态时候,不允许控制器发送设置参数命令。设置参数命令有:设置块长度(CMD16)、擦除块开始(CMD32)以及擦除块结束(CMD33)在SD卡编程时刻,读命令也是不允许的当把另一个卡从Stand-by状态转换为Transfer状态的时候,正处于erase和Programming状态的卡其操作不会终止,它会自动进入Disconnect状态,释放数据线。处于Disconnect状态的卡可以通过发送CMD7命令使其脱离此状态,并进入Programming状态,并重新激活忙标识符复位SD卡(使用CMD0或者CMD15)会终止任何等待中或正在进行的Programming操作。这可能会损毁SD卡的数据CMD34-37CMD50,CMD57保留宽总线选择/取消选择:宽总线(4bit)模式可以通过ACMD6选择/取消选择,默认工作模式为1bit模式。为了改变总线宽度,以下两个条件须满足:1.SD卡处于Transfer状态2.SD卡未被锁定2GbyteSD卡:为使用2Gbyte的SD卡,MaximumBlockLength(READ_BL_LEN=WRITE_BL_LEN)参数须设置为1024byte。但是,由CMD6设置的BlockLength须为512byte,从而可与最大仅可使用512byteBlockLength的SD卡相兼容读数据:DAT线上没有数据传输时,由外部上拉电阻保持为高电平。传输数据块由一个起始比特(1或者4个比特的低电平),以及紧跟着的连续数据流组成。数据流包含有效载荷数据(以及错误校验比特,如果有使用到ECC)。数据流以数据结束标识符结束(1或者4比特的高电平)。数据传输和时钟信号是同步的。有效载荷数据后紧跟着1比特或者4比特的CRC校验码读命令在出现BLOCK_LEN_ERROR或者ADDRESS_ERROR的情况下可以被否决,这种情况下,不会发生数据传输过程;块读操作块传输下,基本的数据传输单位是块,它最大为512byte,小一些的块传输也是可以的,如果它指向的内容其地址范围处于以512字节为边界的某块内(譬如地址范围为200~300的传输是可以的,但是地址范围为500~600因为地址横跨了两个块,则不可行)由CMD16设置的BlockLength参数最大可为512byte,而与READ_BL_LEN的大小无关块数据的结尾都附加有CRC校验码,用以保证传输数据的完整性。CMD17(READ_SINGLE_BLOCK)发起单次的块传输,传输结束后,SD卡返回Transfer状态,CMD18(READ_MULTIPLE_BLOCK)开始多个连续块的数据传输。块传输会一直持续下去,除非收到一条STOP_TRANSMISSION命令(CMD12)。停止传输命令会有执行上的延迟,因为它是串行传输的,数据传输会在stop命令的停止位之后结束Ifthehostusespartialblockswhoseaccumulatedlengthisnotblockalignedandblockmisalignmentisnotallowed,thecardshalldetectablockmisalignmentatthebeginningofthefirstmisalignedblock,settheADDRESS_ERRORerrorbitinthestatusregister,aborttransmissionandwaitintheDataStateforastopcommand.Ifthemisalignedblockisthefirstdatablockofthecommand(i.e.ADDRESS_ERRORwasreportedintheactualresponsetothecommand),thennodataistransferredandthecardremainsintheTRANstate.上面一段讲的是misalignment,理解不够,直接贴英文了写数据数据写传输类似读传输,块数据传输的话,在每块数据后面附加有CRC校验码当出现BLOCK_LEN_ERROR或者ADDRESS_ERROR时,写命令会被拒绝,并不会发生实际的数据传输写数据块写数据块命令(CMD24-27,42,56(w))会将一块或多块数据写入SD卡,支持块写入操作的SD卡要求由命令CMD16设定的块长度(BlockLenghth)为512byte,而不管WRITE_BL_LEN是1K还是2K下表给出了部分写入禁止(WRITE_BL_PARTIAL=0)情况下SD卡的写入行为如果WRITE_BL_PARTIAL=1,
本文标题:SD卡协议学习点滴
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