SD协议-基本概念

2023-05-30 22:57:57 来源：博客园

(相关资料图)

1.SD协议版本

SD 1.1
SD 2.0
SD 3.0在看协议的时候,需要注意协议的版本,注意版本之间的差别
SD协议是常见的数据通信和存储卡之间的协议
HDMI是显示相关的协议,遵循HDMI协议
USB遵循USB协议,USB3.0协议的复杂度高于USB2.0
主要学习的是协议的分析方法

2.system feature

SD存储芯片的技术特点

SD Card是slave,SD Host是Master,对SD Card进行操作
SD Host是存在与SoC中的一个主控设备,进行读写取外围的SD Card中的数据
信号线是连接到芯片的IO上进行传输的,一般而言,信号线不是很多

3.SD Card总线介绍

如果SD Host想要去访问SD卡,从cmd总线上发送命令(复位\IDLE)
命令分为两种:一种是当前的命令是不需要响应的,单向传输;另外一种是当前的命令需要SD卡进行响应,双向传输
CMD是三态总线:总线上挂接的器件可以接收总线的数据和指令,也可以控制总线,还可以不接收总线的数据和指令(从总线上断开),通过输出0,1,z进行控制状态
cmd总线是1bit,上面挂载着SD Host,SD Card0,SD Card1 ....
默认情况下SD card处于被动接收命令的状态,同一时间只有一个模块能够控制三态总线,最初的时候是SD Host控制总线
SD Host会通过总线发出命令,根据地址找到SD Card,然后SD Card接收到指令之后会做出响应,如果要响应数据,需要SD Card在某个时刻控制总线(输出0,1)

cmd可以从SD Host传给一个SD card (address command),还可以由一个SD Host传给多个SD Card -- (Broadcast command)
读写都是以block为单位操作
Data最多是4bit

4.传递数据

传递一笔数据或cmd,每一笔数据是8bit(1byte),每一笔数据是如何传的?传递数据的时候是从最高位到最低位传递
信号有两种模式:一种4bit全部都用,另一种只用其中1bit

5.SD Card

RCA - 相对卡的地址,SD Host想要读取卡中的数据,发送的指令中携带RCA值,可以用于标记卡的地址,唯一标识卡;卡收到命令之后,发现是自己的RCA,会进行一个响应
DSR - SD 卡驱动水平寄存器
CSD - SD 卡的规格信息
SCR - SD 卡的配置信息
OCR - SD 卡操作信息
SSR - SD 状态信息
CSR - Card的状态信息

address command -- 一对一的命令,根据RCA进行区分
broadcast command -- 一对多的命令,将命令广播到所有的卡
上电之后,SD卡首先处于识别状态,复位的时候会处于SD卡识别状态;等待SD Host进行一些适配,SD Host会发送一些识别的命令(电压及是否busy等);当SD卡和SD Host进行适配之后,SD Host会发送一个CMD3,SD卡接收到CMD3命令之后会发出一个RCA,SD Host接收到RCA之后可以进行其他操作
SD卡发送RCA之后,进入数据传输状态data transfer mode,就可以接收SD Host的请求,进行数据传输
当SD Host发送的电压等信息,SD卡接收到之后发现不匹配,SD卡就会处于inactive状态(无效状态)
identification mode和data transfer mode都有一些状态
standby - 等待状态
transfer - 具备传输能力状态
sending - data - 读
receiving data and programming - 写
disconnect - RCA不匹配,等待重新匹配

SD卡的状态机

SD卡初始状态时IDLE状态
SD Host发送CMD8,SD卡接收到CMD8之后会进行物理规格版本的验证,进行适配
SD 卡上电之后会进行初始化,初始化后会对SD卡中表示busy状态的寄存器进行更新
SD Host发送ACMD41,SD卡会将当前卡是不是busy的状态信息返回给SD Host,同时,SD卡接收到ACMD41的时候,会进行电压范围的核对,如果SD卡的电压和SD Host的电压不适配,SD卡会进入inactive state
**当SD卡接收到ACMD41并且不处于busy状态,SD卡就会进入ready status,可以进行相应的处理
SD Host发送CMD2,SD卡,SD卡接收到CMD2,会返回一些信息给SD Host,SD Host拿到这些信息之后可以进行一些判断,然后SD卡就进入identification state,表示卡已经完成了初步的识别**
SD Host会发送CMD3,SD卡会返回一个RCA,当SD卡发送RCA之后,SD卡从identification state装到data transfer state
standby模式可以看作是SD卡data transfer state的空闲状态,在standby模式下,如果接收到来自SD Host的CMD3,就可以发送一个新的RCA
在任何状态下,接收到SD Host的CMD0命令,SD卡会恢复到IDLE状态,SD卡恢复到IDLE状态并不是复位,复位是对寄存器的值进行复位,这里是对SD卡的状态机进行复位
SD卡的状态机和Sd Host的状态机是不同的,根据SD卡的状态转移来决定SD Host的状态
ACMD41,进一步核对电压是不是匹配,SD卡会返回OCR寄存器的值给SD Host,OCR中有1bit表示当前卡是不是上电完成,是不是busy
在发送ACMD指令之前都要跟一条CMD55,告诉SD卡下一条指令是ACMD类型的指令;CMD55会携带一个RCA值0x0000

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