1.0 簡介

安全數(shù)字卡(簡稱 SD卡)，最初引進(jìn)應(yīng)用于手持式可攜帶電子產(chǎn)品，在一個(gè)小尺寸產(chǎn)品上可靠的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如移動(dòng)電話，數(shù)碼相機(jī)等。近來，SD卡也被應(yīng)用于工業(yè)級(jí)環(huán)境中。傳統(tǒng)的工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)接口是ATA，要么是2.5"驅(qū)動(dòng)器要么是TureIDE模式的PC卡， CF卡或者DOM。SD接口與ATA有很大區(qū)別。這份簡介是為了幫助那些剛開始用SD接口的客戶更好的懂得它的特征與用法。

2.0 規(guī)格

官方的SD卡規(guī)格由SD卡協(xié)會(huì)發(fā)布。官方的規(guī)格僅能從SD卡協(xié)會(huì)成員獲得。盡管如此，SD卡協(xié)會(huì)會(huì)免費(fèi)提供一個(gè)簡單的物理層版本，對(duì)幫助終端用戶在他們的系統(tǒng)里設(shè)計(jì)SD卡是有用的。任何人在他們的系統(tǒng)里設(shè)計(jì)。

3.0 基礎(chǔ)知識(shí)

與CF卡或者PC卡一樣，SD卡內(nèi)部包含一個(gè)控制器，能控制內(nèi)部所有的閃存操作。根據(jù)串行時(shí)鐘數(shù)據(jù)在主機(jī)與卡之間傳輸，速度為512字節(jié)塊。目前定義FAT12/16的文件系統(tǒng)的卡容量在2G字節(jié)或以下，F(xiàn)AT32的卡的容量在4G字節(jié)或者以上。

3.1 引腳說明

與CF或者PC卡不同，SD卡沒有使用PIN針，取而代之的是使用9個(gè)接觸焊盤，如下圖所示。

3.2 電平標(biāo)準(zhǔn)

SD卡操作電壓范圍是2.7-3.3V。專用的低電壓版本SD卡能工作在1.6V。Agrade睿達(dá)的SD卡工作電壓范圍在標(biāo)準(zhǔn)的SD卡電壓范圍內(nèi)。

3.3 總線協(xié)議

SD卡有定義2套總線協(xié)議。默認(rèn)是本地SD模式，但是能配置成較慢SPI模式。在上電后第一次復(fù)位命令期間選擇協(xié)議。SD卡工作在SD模式，若將卡切換到SPI模式，當(dāng)主機(jī)發(fā)送復(fù)位命令給卡時(shí)CS信號(hào)必須生效。一旦配置了專用的協(xié)議，在供電期間都不能改變。切換協(xié)議的唯一方法就是重新上電。

3.4 總線寬度

SD卡工作于時(shí)鐘串行模式的位寬度是1-4位。在SPI模式，僅僅工作于1位的模式。3.5 時(shí)鐘頻率SD工作于2種速度模式，默認(rèn)模式時(shí)鐘頻率是0-25MHz，高速模式是0-50MHz。3.6 卡寄存器所有SD卡包含一套寄存器信息，用來描述與控制多種特征卡的支持性。類似卡配置寄存器與PC或CF卡的CIS結(jié)構(gòu)(或者識(shí)別IDE驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu))。如下表格列出了卡的信息寄存器與他們的描述：

SD卡協(xié)議由主機(jī)與SD卡之間的命令交換或者反饋標(biāo)號(hào)組成。數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸。一個(gè)包由數(shù)據(jù)塊與CRC檢驗(yàn)位組成。數(shù)據(jù)可以通過單個(gè)塊與多個(gè)塊模式進(jìn)行傳遞，類似ATA讀/寫扇區(qū)與讀/寫多重命令。所有的傳輸在CMD/DAT引腳進(jìn)行前首先使用MSB(最高有效位)。當(dāng)數(shù)據(jù)在DAT引腳上傳輸時(shí)，CMD引腳發(fā)送命令與反饋信號(hào)。

4.0 數(shù)據(jù)包

有2中類型數(shù)據(jù)包格式。一種是一般字節(jié)寬的數(shù)據(jù)，與其他使用512位數(shù)據(jù)塊較寬的寬度數(shù)據(jù)。2種類型數(shù)據(jù)都被CRC16保護(hù)。對(duì)于一般512字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸，首先傳輸最小的重要字節(jié)，但是在個(gè)別字節(jié)，數(shù)據(jù)首先傳送MSB。數(shù)據(jù)傳輸在1位模式(只使用DAT0)或者4位模式(如果被使能，使用DAT0-3)。當(dāng)使用4位模式，字節(jié)格式的數(shù)據(jù)例如在DAT[3:0]數(shù)據(jù)線上，bit[7:4]在bit[3:0]后面?zhèn)魉汀Ｔ诤喴譙D規(guī)格書中有詳細(xì)的格式圖解。可以從SD卡協(xié)會(huì)網(wǎng)站下載。

5.0 SPI工作模式

大部分SD卡的工作是相同的，要么是SD模式要么SPI模式，但是有一些不同需要指出。SPI模式總線寬度只有1位。SPI傳輸是字節(jié)式的，所有命令與數(shù)據(jù)傳輸有一系列字節(jié)組成。SPI有定義2個(gè)新的反饋標(biāo)記。如果卡在讀取數(shù)據(jù)時(shí)遇到錯(cuò)誤條件，SPI模式將反饋一個(gè)ERROR標(biāo)記相當(dāng)于SD模式的超時(shí)。SPI模式寫入塊，卡會(huì)在收到每個(gè)數(shù)據(jù)塊后返回一個(gè)數(shù)據(jù)反饋標(biāo)記。SPI模式寫入塊，數(shù)據(jù)塊優(yōu)先于開始?jí)K標(biāo)記。SPI模式CRC保護(hù)是可選擇的，即使如此，當(dāng)卡在SD模式會(huì)發(fā)送復(fù)位命令，因此，這個(gè)命令必須用一個(gè)有效的CRC發(fā)送。命令等級(jí)1，3，9不支持SPI模式。專門的等級(jí)才有支持命令，這也是SPI與SD模式之間的區(qū)別