1、二、MMC/SD卡的模型和工作原理 PIN腳、SD卡總線、SD卡結(jié)構(gòu)、SD卡寄存器、上電過程 SD卡寄存器：OCR:操作電壓寄存器: 只讀，32位 第31位：表示卡上電的狀態(tài)位CID: 卡身份識別寄存器 只讀 128位 生產(chǎn)廠商、產(chǎn)品ID，生產(chǎn)日期和串號等CSD： 部分可寫 128位 卡的容量、擦出扇區(qū)大小、讀寫最大數(shù)據(jù)塊的大小、讀操作的電流、電壓等等CSR: 卡配置寄存器 64位 數(shù)據(jù)位寬RCA： 16位 相關(guān)的卡地址寄存器,卡識別過程中主控器和卡協(xié)商出來的一個地址三、SD卡命令和響應(yīng)格式 命令和相應(yīng)格式 SD卡命令，命令類型，ACMD命令 響應(yīng)類型、卡類型、卡狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 命令的格式： 48

2、位 起始位0 方向位（host to card: 1, card to host: 0） 內(nèi)容 CRC7 結(jié)束位1響應(yīng)的格式：48位 或者136位卡命令： 命令的類型：bc: broadcast without Response無響應(yīng)的廣播bcr: broadcast with Response有響應(yīng)的廣播ac: Address(point-to-point) Command:點對點，DATA0DATA3數(shù)據(jù)線上無數(shù)據(jù)adtc: Adress(point-to-point) Data Transfer Commands 點對點，DATA0DATA3數(shù)據(jù)線上有數(shù)據(jù)CMD0, CMD2, CMD3

3、, CMD55, ACMD41 命令可能會導致卡的狀態(tài)發(fā)生變化響應(yīng)類型： R1,R1b, R2, R3,R6(SD2.0擴展了R7)擴展內(nèi)容：SPI工作模式： 要知道的特點：只支持一個卡，沒有RCA，命令只是MMC/SD的基本的子集SDHC:(支持2GB32GB)：理解CMD8的作用，命令格式和響應(yīng),了解CSDV2.0寄存器做了擴展 SDIO WIFI： 增加CMD52， CMD53CMD8可以通過重新定義先前保留的位，來擴展一些已經(jīng)存在的命令的新功能。ACMD41擴大到支持高容量SD記憶卡的初始化上面介紹了一個控制寄存器等信息綠色表示sd和mmc的不同點對于計算卡的容量 要注意對于sd 卡

4、可以參考Simplified_Physical_Layer_Spec v2.0.pdf手冊上面有對于mmc 可以參考JESD84-A441.pdf 注意對于大卡的mmc 是通過發(fā)送8號命令 來獲取ext_csd 中的212到215位置來得到的-S-static void sd_init(void)int retries;u8 *resp;unsigned int cardaddr;/resp = mmc_cmd(2, 0, MSC_CMDAT_RESPONSE_R2, MSC_CMDAT_RESPONSE_R2);/serial_puts( SD carsd CID =R2= ); seria

5、l_dump_data(resp, 15);resp = mmc_cmd(3, 0, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);cardaddr = (resp4 8) | resp3; /發(fā)生3命令 來或者rcarca = cardaddr 6;/serial_puts(sd2_0=); serial_puts_hex(sd2_0);/serial_puts( SD carsd CSD Register =R2= ); serial_dump_data(resp, 16);OUTREG16(A_MSC_CLKRT(0), 0);resp =

6、mmc_cmd(7, rca, MSC_CMDAT_BUSY | MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);resp = mmc_cmd(55, rca, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);resp = mmc_cmd(6, 0x2, MSC_CMDAT_BUS_WIDTH_4BIT | MSC_CMDAT_RESPONSE_R1|MSC_CMDAT_BUSY, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);/應(yīng)答類型R1b/while(!(INREG16(A_MSC_STAT(0)&(

7、12G）還是標準卡 其實也可以利用cmd9命令讀取cds來判斷 在sd就是這么做的#if 0serial_puts( OCR =R3= ); serial_dump_data(resp, 6);if (resp4& 0x80)serial_puts(nnMMC init oknn);/表示上電完成elseserial_puts(nnMMC init failnn);#endifresp = mmc_cmd(2, 0, MSC_CMDAT_RESPONSE_R2, MSC_CMDAT_RESPONSE_R2); /獲取CID/serial_puts( CID CSD =R2= ); serial

8、_dump_data(resp, 16);resp = mmc_cmd(3, 0x10, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);/這個東西就很惡心了 在sd卡和mmc卡的參數(shù)不一樣 mmc卡的參數(shù)是自己設(shè)定一個rca值 ，但是sd卡是通過回復值中讀取rca，上面sd卡的初始化中有描述OUTREG16(A_MSC_CLKRT(0), 1);resp = mmc_cmd(7, 0x10, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);/設(shè)置新地址為有效地址 這樣就進入了tarnsport mode

9、.只有發(fā)送了7號命令 還有設(shè)置位寬CMD6 才能發(fā)生正在的進行讀寫發(fā)生16 17 18等resp = mmc_cmd(6, 0x3b70101, MSC_CMDAT_BUS_WIDTH_4BIT|MSC_CMDAT_RESPONSE_R1|MSC_CMDAT_BUSY, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);/應(yīng)答類型R1b，設(shè)置位寬 為4BIT模式resp = mmc_cmd(13, rca, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);card_status = (resp4 24) | (resp3 16) | (resp2 8)

10、| resp1;serial_puts(mmc_cmd 13n);if(card_status & 0x900) != 0x900) /ready & tranreturn OPEN_CARD_INIT_CHECK_STATUS_ERROR;/對于mmc卡經(jīng)常要加CMD13，不然經(jīng)常會出現(xiàn)問題的，CMD13在發(fā)生玩cmd3后就可以隨時發(fā)送while(!(INREG16(A_MSC_STAT(0)&(1cmd2 （讀取cid）進入Ident狀態(tài) - CMD3（設(shè)置rca）進入stand state狀態(tài)-cmd7進入transport狀態(tài) 在這里還可以利用CMD6設(shè)置位寬的大小 sd不支持8BIT

11、 mmc支持當卡發(fā)生完CMD3后進入待機狀態(tài)（stand-by state）,cmd7可以讓卡進入transport狀態(tài)，-SD卡調(diào)試關(guān)鍵點：1. 上電時要延時足夠長的時間給SD卡一個準備過程，在我的程序里是5秒，根據(jù)不同的卡設(shè)置不同的延時時間。SD卡初始化第一步在發(fā)送CMD命令之前，在片選有效的情況下首先要發(fā)送至少74個時鐘，否則將有可能出現(xiàn)SD卡不能初始化的問題。2. SD卡發(fā)送復位命令CMD0后，要發(fā)送版本查詢命令CMD8，返回狀態(tài)一般分兩種，若返回0x01表示此SD卡接受CMD8,也就是說此SD卡支持版本2；若返回0x05則表示此SD卡支持版本1。因為不同版本的SD卡操作要求有不一樣的

12、地方，所以務(wù)必查詢SD卡的版本號，否則也會出現(xiàn)SD卡無法正常工作的問題。3. 理論上要求發(fā)送CMD58獲得SD卡電壓參數(shù)，但實際過程中由于事先都知道了SD卡的工作電壓，因此可省略這一步簡化程序。協(xié)議書上也建議盡量不要用這個命令。4. SD卡讀寫超時時間要按照協(xié)議說明書書上的給定值(讀超時：100ms；寫超時：250ms)，這個值要在程序中準確計算出來，否則將會出現(xiàn)不能正常讀寫數(shù)據(jù)的問題。我自己定義了一個計算公式：超時時間=(8/clk)*arg。5. 2GB以內(nèi)的SD卡(標準卡)和2GB以上的SD卡(大容量卡)在地址訪問形式上不同，這一點尤其要注意，否則將會出現(xiàn)無法讀寫數(shù)據(jù)的問題。如標準卡在讀

13、寫操作時，對讀或?qū)懨盍钆飘斨械牡刂酚蚍踔?x10，表示對第16個字節(jié)以后的地址單元進行操作(前提是此SD卡支持偏移讀寫操作)，而對大容量卡讀或?qū)懨盍钆飘斨械牡刂酚蚍踔?x10時，則表示對第16塊進行讀寫操作，而且大容量卡只支持塊讀寫操作，塊大小固定為512字節(jié)，對其進行字節(jié)操作將會出錯。6. 對某一塊要進行寫操作時最好先執(zhí)行擦出命令，這樣寫入的速度就能大大提高。進行擦除操作時不管是標準卡還是大容量卡都按塊操作執(zhí)行，也就是一次擦除至少512字節(jié)。7. 對標準卡進行字節(jié)操作時，起始和終止必須在一個物理扇區(qū)內(nèi)，否則將不能進行讀寫操作。實際操作過程中建議用塊操作以提高效率。不管是標準卡還是大容

14、量卡一個讀寫命令只能對一個塊進行操作，不允許跨物理層地址操作。8. 在寫數(shù)據(jù)塊前要先寫入若干個dummy data字節(jié)，寫完一個塊數(shù)據(jù)時，主機要監(jiān)測MISO數(shù)據(jù)線，如果從機處于忙狀態(tài)這根數(shù)據(jù)線會保持低電平，這樣主機就可以根據(jù)這根數(shù)據(jù)線的狀態(tài)以決定是否發(fā)送下一個命令，在從機沒有釋放MISO數(shù)據(jù)線之前，主機絕對不能執(zhí)行其他命令，否則將會導致寫入的數(shù)據(jù)出錯，而且從機也不會響應(yīng)主機的命令。9. 在SPI模式下，CRC校驗是被忽略的，但依然要求主從機發(fā)送CRC碼，只是數(shù)值可以是任意值，一般主機的CRC碼通常設(shè)為0x00或0xFF。讀多塊操作和寫多塊操作的傳輸停止形式不一樣，讀多塊操作時用用命令CMD12

15、終止傳輸，而寫多塊操作時用Stop Tran Token(停止傳輸令牌，值為0xFD)終止傳輸。-1、初始化步驟：（1） 延時至少74clock，等待SD卡內(nèi)部操作完成，在MMC協(xié)議中有明確說明。（2）CS低電平選中SD卡。（3）發(fā)送CMD0，需要返回0x01，進入Idle狀態(tài)（4）為了區(qū)別SD卡是2.0還是1.0，或是MMC卡，這里根據(jù)協(xié)議向上兼容的原理，首先發(fā)送只有SD2.0才有的命令CMD8，如果CMD8返回無錯誤，則初步判斷為2.0卡，進一步發(fā)送命令循環(huán)發(fā)送CMD55+ACMD41，直到返回0x00，確定SD2.0卡初始化成功，進入Ready狀態(tài)，再發(fā)送CMD58命令來判斷是HCSD還

16、是SCSD，到此SD2.0卡初始化成功。如果CMD8返回錯誤則進一步判斷為1.0卡還是MMC卡，循環(huán)發(fā)送CMD55+ACMD41，返回無錯誤，則為SD1.0卡，到此SD1.0卡初始成功，如果在一定的循環(huán)次數(shù)下，返回為錯誤，則進一步發(fā)送CMD1進行初始化，如果返回無錯誤，則確定為MMC卡，如果在一定的次數(shù)下，返回為錯誤，則不能識別該卡，初始結(jié)束。（5）CS拉高。我們在讀寫的前面可以最好 讀取下狀態(tài)CMD13來檢查狀態(tài)位，判斷上一次的命令是否傳輸完了2、讀步驟：（1） 發(fā)送CMD17（單塊）或CMD18（多塊）讀命令，返回0x00（2） 接收數(shù)據(jù)開始令牌0xfe（或0xfc）+正式數(shù)據(jù)512Byt

17、es + CRC校驗2Bytes默認正式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度是512Bytes，可用CMD16設(shè)置塊長度。3、寫步驟：（1） 發(fā)送CMD24（單塊）或CMD25（多塊）寫命令，返回0x00（2） 發(fā)送數(shù)據(jù)開始令牌0xfe（或0xfc）+正式數(shù)據(jù)512Bytes + CRC校驗2Bytes4、擦除步驟：（1） 發(fā)送CMD32，跟一個參數(shù)來指定首個要擦除的起始地址（SD手冊上說是塊號）（2） 發(fā)送CMD33,，指定最后的地址（3） 發(fā)送CMD38，擦除指定區(qū)間的內(nèi)容此3步順序不能顛倒。最后說一下我的一點體會：SD卡就是一個存儲器，只不過用命令的方式來進行操作，我們只要掌握了各條命令及操作方式，就可以靈活

18、的操作SD卡了，另外我所了解的IC卡也是類似的原理，還有就是建議開始看MMC的協(xié)議，簡單明了易懂些，有了對MMC卡的一些了解后看SD卡協(xié)議就容易多了。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 :(卡的識別、初始化等基本命令集)CMD0:復位SD 卡.CMD1:讀OCR寄存器.CMD9:讀CSD寄存器.CMD10:讀CID寄存器.CMD12:停止讀多塊時的數(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,直至主機發(fā)送CMD12為止 .Class4(寫卡命令集) :CMD24