SD卡标准及通讯代码

SD卡，全称为Secure Digital Memory Card，是一种广泛应用于各种便携式设备的非易失性存储设备。SD卡标准由SD卡协会（SD Association）制定，旨在确保不同设备间的兼容性和互操作性。SD卡主要特点包括其容量、兼容性、错误校正能力以及通信协议等。 1. **容量**：SD卡的容量从32MB到1GB不等，满足不同用户对存储空间的需求。随着技术的发展，现在的SD卡已经发展到更大容量，如64GB、128GB甚至更高。 2. **兼容性**：遵循规范版本1.01，SD卡与CPRM（Content Protection for Recordable Media）兼容，提供了版权保护功能。此外，SD卡还支持MMC（MultiMediaCard）卡，实现正向兼容，这意味着SD卡可以在设计为接收MMC卡的设备上使用。 3. **通信协议**：SD卡支持两种通信协议，即SD模式和SPI（Serial Peripheral Interface）模式。SD模式采用4线高速数据传输，提供更高的数据传输速率，适合高性能应用；SPI模式则是一种简单的通用SPI通道接口，虽然速度较慢，但兼容性更广。 4. **时钟频率与电压**：SD卡的工作时钟频率在0到25MHz之间可变，工作电压范围为2.0V至3.6V，具有低电压消耗特性，通过自动断电和自动唤醒功能实现智能电源管理。 5. **电气保护**：SD卡设计有带电插拔保护，防止在电源开启或关闭时损坏卡片。此外，无需额外编程电压，编程电压在卡内自动生成。 6. **性能**：SD卡的最大读写速率可达10MByte/s，数据寿命为10万次编程/擦除。它能处理高密度数据，如MPEG压缩的多媒体文件，适用于多媒体应用。 7. **尺寸与封装**：SD卡的物理尺寸为24mm宽×32mm长×1.44mm厚，采用PIP（Package-on-Package）封装技术，体积小巧，适合便携设备。 8. **接口**：SD卡接口由CMD、CLK、DAT0-DAT3六条线路组成。在多SD卡堆叠中，每个卡都有唯一的CID（Card Identifier）和RCA（Relative Card Address）进行标识。CSD（Card-Specific Data）寄存器存储了操作参数。 9. **总线管理**：SD卡总线管理器可以灵活地产生0到25MHz的时钟频率，且支持1线到4线的数据信号设置。初始化后，主机可以改变线宽以适应不同的数据传输需求。SPI模式下，接口包括CS（Chip Select）、DI（Data In）、DO（Data Out）和CLK，适用于简单和兼容性的考虑。 10. **总线通信**：SD卡的通信基于起始位和停止位，每个时钟周期传输一个命令或数据位。CMD线用于发送命令和接收响应，数据通过DAT0-DAT3线双向传输。 总结来说，SD卡标准为数字设备提供了可靠的、可扩展的存储解决方案，它的规范设计确保了高速数据传输、兼容性以及安全性，使其成为移动设备存储的首选。随着技术的不断进步，SD卡标准也在持续演进，以适应更多样化和高要求的应用场景。