SD卡

Posted 2020-10-16 doget

一、SD卡接口

SD 卡的接口可以支持两种操作模式：
主机系统可以选择以上其中任一模式， SD 卡模式允许 4 线的高速数据传输。 SPI 模式允许简单通用的 SPI 通道接口， 这种模式相对于 SD 模式的不足之处是丧失了速度。

（1）SD 卡模式

SD 模式针脚定义

注：S：电源供电， I：输入 O：输出 I/O：双向 PP： I/O 使用推挽驱动

SD模式下允许有一个主机，多个从机（即多个卡），主机可以给从机分配地址。主机命令可以是发给指定从机，也可以以广播形式发送。

（2）SPI 模式

SPI模式针脚定义

注：S：电源供电， I：输入 O：输出 I/O：双向 PP： I/O 使用推挽驱动；

　　 SPI 模式时，这些信号需要在主机端用 10~100K 欧的电阻上拉。

SPI 总线允许通过 2 通道（数据入和出）传输比特数据。 SPI 兼容模式使得 MMC 主机系统通过很小的改动就可以使用SD卡，SPI 模式使用字节传输。

二、SD卡总线

1.SD总线

　　SD 总线允许强大的 1 线到 4 线数据信号设置。 当默认的上电后， SD 卡使用 DAT0。初始化之后，主机可以改变线宽。 在混和连接中 Vcc， Vss 和 CLK 的信号连接可以通用。但是，命令，回复，和数据（DAT0～3）这几根线，各个 SD 卡必须从主机分开。
CLK：每个时钟周期传输一个命令或数据位。频率可在 0～25MHz 之间变化。 SD 卡的总线管理器可以不受任何限制的自由产生 0～25MHz 的频率。
CMD：命令从该 CMD 线上串行传输。一个命令是一次主机到从卡操作的开始。命令可以以单机寻址（寻址命令）或呼叫所有卡（广播命令）方式发送。回复从该 CMD 线上串行传输。一个命令是对之前命令的回答。回复可以来自单机或所有卡。
DAT0～3：数据可以从卡传向主机或副卡。数据通过数据线传输。

SD总线拓扑

2.SPI总线

SPI总线拓扑

三、SD卡电路设计

1.SD总线接口

2.SPI总线接口

 

四、SD卡总线协议

1.SD总线协议

 SD总线上的通信基于命令和位数据流，它们由一个起始位开始，由一个停止位终止；

命令：命令是启动操作的令牌。 一个命令从主机发送到单个SD卡（寻址命令）或所有连接的SD卡（广播命令），命令CMD线上是串行传输。

响应：响应是从被寻址的SD卡发送的令牌，或者从所有连接的卡（同步）发送，作为对先前接收到的主机命令的答复，答复在CMD线上串行传输。

数据：数据可以从卡片传输到主机，反之亦然。，数据通过数据线传输。

 

 

 

2.SPI总线协议

 SPI通道是面向字节的， 每个命令或数据块由8个比特位构成，并且与CS信号字节对齐（8个时钟的倍数）。

 与SD总线模式一样，SPI模式也是基于命令、响应、数据块的传输。主机与SD卡间的通信全部由主机控制，主机通过CS信号线来开始每个总线的传输。

SD总线模式与SPI总线模式的响应方式有以下三点不同：

（1）选定的卡总是响应命令。

（2）使用八位或十六位响应结构。

（3）当卡遇到数据检索问题时，它将响应一个错误响应（那个替换期望访问的数据块），而不是在SD总线模式下得超时。