SD操作学习笔记 SD卡操作

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。 SD卡，全称为Secure Digital Memory Card，是一种基于Flash技术的非易失性存储设备，广泛应用于移动设备、数码相机和其他便携式电子设备中。它与MMC（MultiMediaCard）卡的主要区别在于其初始化过程的不同，这涉及到卡的内部智能控制模块，用于执行各种操作，如协议处理、安全算法、数据存取、错误校正码（ECC）计算、缺陷管理和电源管理。 在SD卡的操作中，通信协议分为SD协议和SPI协议。SD协议是专有的，用于高速数据传输，而SPI协议则适用于低速或简单系统。SD卡使用卡内的智能控制模块来管理Flash操作，确保主机系统无需关心底层的细节，只需发送命令并等待操作完成。这种设计使得SD卡具有主机无关的特性，即使更换新的Flash类型，主机代码也不需修改。 SD卡的功能特点包括： 1. 主机无关的擦除和编程操作，简化了主机系统的复杂度。 2. 缺陷管理机制，能够处理Flash存储介质的物理缺陷，延长卡的使用寿命。 3. 错误恢复能力，通过ECC算法检测和纠正数据传输中的错误。 4. 电源管理，考虑到便携设备的电池使用，SD卡支持低功耗模式。 SD卡的总线模式分为协商操作条件、卡的获取和识别、卡状态、内存组织、读写操作、数据传输速率、数据保护、数据擦除、写保护和拷贝位等部分。例如，卡状态由32位的状态寄存器和512位的SD状态数据块表示，提供了关于卡的各种信息。内存组织则定义了块、扇区和写保护组的概念，以适应不同的操作需求。读写操作有单块模式和多块模式，数据传输速率取决于使用单线还是四线模式，最大速率可达100 Mbit/s。数据保护依赖于ECC，能自动检测并修正错误。写保护功能允许用户锁定内容，防止意外修改。 SPI模式是另一种与SD卡交互的方式，适合于资源有限的设备。在这种模式下，主机通过较少的引脚与卡通信，通常包括串行时钟（SCLK）、串行数据输入/输出（MISO/MOSI）和芯片选择（CS）线。 SD卡的操作涉及复杂的协议和管理机制，旨在提供高效、可靠的存储解决方案。理解这些原理对于开发和维护支持SD卡的系统至关重要，尤其是对于驱动程序的编写和系统级别的优化。