SD/MMC 初始化及热插拔检测机制
2015-07-22 16:03
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SD卡的技术是基于MultiMedia卡(MMC)格式上发展而来,SD卡与MMC卡保持着向上兼容。SD卡的内部结构主要分两部分:SD控制器和NAND存储器。
SD卡类型总共分成三种:MMC卡,结构类似SD卡,采用MMC协议;SD1.0,SD1.0卡最大支持2Gbyte;SD2.0,SD2.0卡最大容量HCSD可达32Gbyte。从MMC到SD1.0再到SD2.0协议是向上兼容的。即MMC协议的指令可以操作SD1.0,Sd2.0,同理SD1.0协议的命令可以操作sd2.0卡。
(1)硬件引脚封装
SD卡接口:SD卡接口支持SPI模式和SD模式。SD模式采用4线并行模式,作为多媒体存储设备为提高传输速度都会采用这种接口。而SPI更方便低端MCU访问传输速度有限。
(2)SD协议命令格式
我们来了解一下SD卡协议命令的格式,MMC卡只有基本命令,即CMD0-CMD38,当然这中间不是连续。SD卡有基本命令和特定命令,特定命令必须跟在基本命令CMD55后面,即要想用特定命令,必须先发一条CMD55通知SD卡,然后才能发送特定的命令。每条命令由6BYTE组成,分三部分,1字节为操作码,2-5字节为参数,有的命令没有参数,那就填0,有参数的根据参数说明而定,最后一字节为CRC校验,不过SPI模式不需要CRC校验,故可以任意填写,不过有几个特殊命令有指定的CRC校验码,必须加上。每条命令都有响应,根据命令的不同可能有R1,R1B,R2,R3(OCR)寄存器响应,通过它们判断命令是否操作成功。
(3)初始化及读操作、写操作、擦操作
对命令有了解后,只要知道各个操作的过程就可以操作SD卡了,主要操作有初始化、读、写、擦除等,下面分别介绍:
A,初始化:
1,延时至少74clock,等待SD卡内部操作完成,在MMC协议中有明确说明。
2,CS低电平选中SD卡。
3,发送CMD0,需要返回0x01,进入Idle状态。
4,为了区别SD卡是2.0还是1.0,或是MMC卡,这里根据协议向上兼容的原理,首先发送只有SD2.0才有的命令CMD8,如果CMD8返回无错误,则初步判断为2.0卡,进一步发送命令循环发送CMD55+ACMD41,直到返回0x00,确定SD2.0卡初始化成功,进入Ready状态,再发送CMD58命令来判断是HCSD还是SCSD,到此SD2.0卡初始化成功。如果CMD8返回错误则进一步判断为1.0卡还是MMC卡,循环发送CMD55+ACMD41,返回无错误,则为SD1.0卡,到此SD1.0卡初始成功,如果在一定的循环次数下,返回为错误,则进一步发送CMD1进行初始化,如果返回无错误,则确定为MMC卡,如果在一定的次数下,返回为错误,则不能识别该卡,初始结束。
5,CS拉高。
B,读步骤:
1,发送CMD17(单块)或CMD18(多块)读命令,返回0x00。
2,接收数据开始令牌0xfe(或0xfc)+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes,默认正式传输的数据长度是512Bytes,可用CMD16设置块长度。
C,写步骤:
1,发送CMD24(单块)或CMD25(多块)写命令,返回0x00。
2,发送数据开始令牌0xfe(或0xfc)+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes。
D,擦除步骤:
1,发送CMD32,跟一个参数来指定首个要擦除的起始地址(SD手册上说是块号)。
2,发送CMD33,,指定最后的地址。
3,发送CMD38,擦除指定区间的内容。
E,总之,SD卡就是一个存储器,只不过用命令的方式来进行操作,我们只要掌握了各条命令及操作方式,就可以灵活的操作SD卡了。
(4)热插拔检测
SD卡的检测一共有三种方法:
1, 在开机的时候通过CMD发送命令检测T卡是否存在,这种方式不支持热插拔。
2,通过T卡座来检测,信号TCARD_DETECT连在中断控制器上。在没有插卡时,TCARD_DETECT信号为低电平。插入T卡后,信号 TCARD_DETECT 被拉高为高电平,从而产生一个中断。即实现了热插拔。注意:由低到高或者由高到低的触发,是由硬件和软件共同协作,是可以设定的。
3,通过CD/DAT3 信号来检测,CD/DAT3 信号连在中断控制器上,并通过470K电阻下拉,在没有T卡插入时,该信号为低电平,一但有T卡插入,T卡内部通过50Kohm把 DATA3 信号拉高至高电平,随即产生一个中断,实现了热插拔。该PIN脚的说明如下:
具体到实践中,我们会发现DAT3/CD不同的应用场合。有的电路图中CD/DAT3 信号有下拉,有的没有下拉。如果T卡卡座设计在电池下面的话,就没有热插拔的需求,只要在开机的时候检测一下有没有T卡就可以了,这时候 CD/DAT3 信号就不需要下拉电阻了,如图A。当T卡卡座设计在机身外面的时候,就需要支持热插拔了,需要接下拉电阻,如图B。
A,
B,
这样就比较清晰。
参考原文:http://blog.csdn.net/cuitianxiang/article/details/5503173
SD卡类型总共分成三种:MMC卡,结构类似SD卡,采用MMC协议;SD1.0,SD1.0卡最大支持2Gbyte;SD2.0,SD2.0卡最大容量HCSD可达32Gbyte。从MMC到SD1.0再到SD2.0协议是向上兼容的。即MMC协议的指令可以操作SD1.0,Sd2.0,同理SD1.0协议的命令可以操作sd2.0卡。
(1)硬件引脚封装
SD卡接口:SD卡接口支持SPI模式和SD模式。SD模式采用4线并行模式,作为多媒体存储设备为提高传输速度都会采用这种接口。而SPI更方便低端MCU访问传输速度有限。
(2)SD协议命令格式
我们来了解一下SD卡协议命令的格式,MMC卡只有基本命令,即CMD0-CMD38,当然这中间不是连续。SD卡有基本命令和特定命令,特定命令必须跟在基本命令CMD55后面,即要想用特定命令,必须先发一条CMD55通知SD卡,然后才能发送特定的命令。每条命令由6BYTE组成,分三部分,1字节为操作码,2-5字节为参数,有的命令没有参数,那就填0,有参数的根据参数说明而定,最后一字节为CRC校验,不过SPI模式不需要CRC校验,故可以任意填写,不过有几个特殊命令有指定的CRC校验码,必须加上。每条命令都有响应,根据命令的不同可能有R1,R1B,R2,R3(OCR)寄存器响应,通过它们判断命令是否操作成功。
(3)初始化及读操作、写操作、擦操作
对命令有了解后,只要知道各个操作的过程就可以操作SD卡了,主要操作有初始化、读、写、擦除等,下面分别介绍:
A,初始化:
1,延时至少74clock,等待SD卡内部操作完成,在MMC协议中有明确说明。
2,CS低电平选中SD卡。
3,发送CMD0,需要返回0x01,进入Idle状态。
4,为了区别SD卡是2.0还是1.0,或是MMC卡,这里根据协议向上兼容的原理,首先发送只有SD2.0才有的命令CMD8,如果CMD8返回无错误,则初步判断为2.0卡,进一步发送命令循环发送CMD55+ACMD41,直到返回0x00,确定SD2.0卡初始化成功,进入Ready状态,再发送CMD58命令来判断是HCSD还是SCSD,到此SD2.0卡初始化成功。如果CMD8返回错误则进一步判断为1.0卡还是MMC卡,循环发送CMD55+ACMD41,返回无错误,则为SD1.0卡,到此SD1.0卡初始成功,如果在一定的循环次数下,返回为错误,则进一步发送CMD1进行初始化,如果返回无错误,则确定为MMC卡,如果在一定的次数下,返回为错误,则不能识别该卡,初始结束。
5,CS拉高。
B,读步骤:
1,发送CMD17(单块)或CMD18(多块)读命令,返回0x00。
2,接收数据开始令牌0xfe(或0xfc)+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes,默认正式传输的数据长度是512Bytes,可用CMD16设置块长度。
C,写步骤:
1,发送CMD24(单块)或CMD25(多块)写命令,返回0x00。
2,发送数据开始令牌0xfe(或0xfc)+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes。
D,擦除步骤:
1,发送CMD32,跟一个参数来指定首个要擦除的起始地址(SD手册上说是块号)。
2,发送CMD33,,指定最后的地址。
3,发送CMD38,擦除指定区间的内容。
E,总之,SD卡就是一个存储器,只不过用命令的方式来进行操作,我们只要掌握了各条命令及操作方式,就可以灵活的操作SD卡了。
(4)热插拔检测
SD卡的检测一共有三种方法:
1, 在开机的时候通过CMD发送命令检测T卡是否存在,这种方式不支持热插拔。
2,通过T卡座来检测,信号TCARD_DETECT连在中断控制器上。在没有插卡时,TCARD_DETECT信号为低电平。插入T卡后,信号 TCARD_DETECT 被拉高为高电平,从而产生一个中断。即实现了热插拔。注意:由低到高或者由高到低的触发,是由硬件和软件共同协作,是可以设定的。
3,通过CD/DAT3 信号来检测,CD/DAT3 信号连在中断控制器上,并通过470K电阻下拉,在没有T卡插入时,该信号为低电平,一但有T卡插入,T卡内部通过50Kohm把 DATA3 信号拉高至高电平,随即产生一个中断,实现了热插拔。该PIN脚的说明如下:
具体到实践中,我们会发现DAT3/CD不同的应用场合。有的电路图中CD/DAT3 信号有下拉,有的没有下拉。如果T卡卡座设计在电池下面的话,就没有热插拔的需求,只要在开机的时候检测一下有没有T卡就可以了,这时候 CD/DAT3 信号就不需要下拉电阻了,如图A。当T卡卡座设计在机身外面的时候,就需要支持热插拔了,需要接下拉电阻,如图B。
A,
B,
这样就比较清晰。
参考原文:http://blog.csdn.net/cuitianxiang/article/details/5503173
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