嵌入式开发中SD卡的分类及常见属性
sd
sd卡（secure digital card）是sd卡协会开发的低成本，非易失性存储卡格式（相比较于ram，sd卡掉电数据不丢失）；
随着本世纪电子技术的高速发展，对于这种中等型号，节能、节省空间的存储器设备的需求一直在快速增长；
sd卡具有sdhc的速度等级，范围；2级（以2 mb / s的速度运行）；4级（以4mb / s的速度运行）；6级（以最高6 mb / s的速度运行）；10级（以最高的速度运行） 10 mb /秒；
sdxc卡以超高速运行，并以最高30 mb/s的速度运行；还有视频速度等级，数据传输速率高达90mb/s。
sd卡速度级别
sd卡还具有不同的尺寸或形状因子，包括standard sd卡, mini sd卡 and micro sd卡；
卡尺寸分类
sd卡可以是通常具有高达4 gb的存储容量的标准sd卡，也可以是高达64 gb的高容量卡（sdhc）以及达到tb级的扩展容量（sdxc）。
卡容量
接口
sd卡可以在sd总线模式或spi总线模式下运行，通常可以使用sdio总线或者spi对sd进行驱动；
下面主要以micro sd为例，就sdio模式和spi模式做简单做一下介绍；
microsd引脚输出，sd模式
引脚 引脚名称 信号功能
1 dat2 数据位2
2 cd / dat3 卡检测/数据位3
3 cmd 命令行
4 vdd 电源电压2.7v / 3.6v
5 clk 时钟
6 vs 地
7 dat0 数据位0
8 dat1 数据位1
microsd引脚输出，spi模式
引脚 引脚名称 信号功能
1 nc 没有连接
2 /cs 片选
3 di 主输出/从属（mosi）
4 vdd 电源电压2.7v / 3.6v
5 clk 时钟
6 vss 地
7 do 主进/从出（miso）
8 rsv 已预留
协议
sd协议中，由于命令数据线和数据线是分开的，因此我们需要关注，命令的传输格式，以及数据的传输格式；
命令传输
命令以48位数据包的形式通过双向cmd引脚进行传输。
这些命令包包括命令索引，变量和crc位。该命令始终通过主机发送，最终由sd卡接收。
回传的响应数据包也为48位。
整体命令如下图所示；
48位的命令格式
每个命令的恒定长度为6个字节。第一个字节是命令编号和数字64的 加法。例如：对于cmd0：命令编号0 + 64 = 64 = 0x40（十六进制）。
对于cmd1：十六进制命令号1 + 64 = 65 = 0x41。
随后是一组四个字节，称为参数。
这些参数通常包含数据的地址或块的长度。
最后一个字节是crc（循环冗余校验）字节。
如果未启用crc功能，则大多数spi模式下的命令都不需要校验字节。
对于某些命令，例如cmd0，crc为0x95，在大多数情况下，发送的是0xff。
启用crc要求您从微控制器发送正确的校验字节。因此，请确保启用或禁用了crc功能。
发送命令的格式如下所示；
帧格式
r1响应0x01表示在响应之前发送的命令已导致卡进入空闲状态。响应字节0x00表示命令已被接受，sd卡将等待后续的事件发生。如果设置了r1响应中的任何其他位，则是错误的结果，并且将降低到图中每个r1响应位中提到的因数。
不同类型的响应及其含义如下所示；
响应
数据传输
在数据传输期间，传输的基本单位称为块，通常为512字节，并通过所有4个数据引脚进行传输。同样，在每次块传输之后，将发送16位crc数据。
请注意，sd卡在状态下运行。每个状态都有不同的命令集，主机可以通过控件更改状态。
命令和数据信号通过时钟信号同步。最初，主机使用400khz时钟与卡进行通信，但最终它会在传输过程中最大提高时钟速度，效率。
因为在初始化之前，主机不知道它是sd卡还是mmc卡。
默认情况下，mmc卡在初始化期间默认工作在漏极开路模式（100-400khz），而sd卡工作在推挽模式（0-25mhz）。
因此，最初，主机使用400khz来保持与漏极开路和推挽模式的兼容性。
硬件设计
sdio
这是从sd/mmc外设到sd卡插槽的4 bit连接的示例。
使用data[3..0]，clk和cmd信号。
sd卡插槽暴露在外部环境中。即使未与任何其他设备连接，它也可能会受到人体中积累的静电电荷的影响，而当手指触摸该静电时，静电会释放到屏蔽中。
为了符合emc规范，必须进行一些常规预防措施，以过滤和避免传导辐射。此外，sd卡规范还规定了上拉电阻和串联阻抗匹配电阻。
幸运的是，当sd在移动设备中如此普遍地传播时，已经有集成方案，它可以一次实现所有这些功能。
cm1624是emi滤波器和线路终端设备的组合，带有集成的tvs二极管，可用于t-flash / microsd接口。
spi
下面在spi模式下使用的sd卡的示例，根据sd association的规范连接了miso，mosi，clk和cs信号。
我们只需要在时钟线上应用滤波器以在非常恶劣的环境中改善emc。
在sdio模式或者spi模式下，磁道都以高数据速率传输数据和时钟信号。
为了避免信号出现毛刺，必须考虑信号传播时间，以确保所有数据在时钟触发读取或写入的操作之前，接口处稳定。
所有数据信号的路径长度必须在十分之几毫米的长度内匹配，并且时钟长度必须长约1毫米。
为避免串扰，这些走线必须在其周围和下方保持良好的接地平面，并且还应通过足够数量的通孔连接各层。
总结
本文简单介绍了sd卡的分类以及常见属性，另外还简单介绍了sd卡的协议，在硬件设计上给出了spi总线和sdio总线的示例电路，篇幅有限，软件部分暂时没有进行展开介绍；
基于Zigbee的汽车无线黑匣子设计
头戴式AR/VR装置前景看好 2021年出货量将达5920万台
台湾半导体封测业内忧外患 最怕两“大”
随着不同场景逐步打开 未来机器人服务的领域将会越来越广
欧司朗推出首款板上芯片LED—Soleriq E
嵌入式开发中SD卡的分类及常见属性
德州仪器公布2021年第四季度财报_国巨扩大01005MLCC产品范围和产能
什么是柔性数组？柔性数组有何优点
新唐科技M487KIDAE控制器简介
全国首套复杂地质条件下智能化综放工作面投入生产
电感厂家谷景科普共模电感的感量怎么选才合适
以欧洲为例，参考光伏发电对农村的作用
智能孢子捕捉仪的应用是高标准农田建设的关键
基于XL4016降压电路减小输出纹波电压的方法
车床自动上下料装置引进的作用
德赛西威发布2018年上半年财报，1-6月公司实现营业收入28.6亿元
用6C33C—B制作10W单端放大器,6c33 power amplifier
表面缺陷检测仪的原理以及功能的详细介绍
电视蓝海在5G时代卷土重来
贴片三极管丝印所代表的型号是什么？
sd卡（secure digital card）是sd卡协会开发的低成本，非易失性存储卡格式（相比较于ram，sd卡掉电数据不丢失）；
随着本世纪电子技术的高速发展，对于这种中等型号，节能、节省空间的存储器设备的需求一直在快速增长；
sd卡具有sdhc的速度等级，范围；2级（以2 mb / s的速度运行）；4级（以4mb / s的速度运行）；6级（以最高6 mb / s的速度运行）；10级（以最高的速度运行） 10 mb /秒；
sdxc卡以超高速运行，并以最高30 mb/s的速度运行；还有视频速度等级，数据传输速率高达90mb/s。
sd卡速度级别
sd卡还具有不同的尺寸或形状因子，包括standard sd卡, mini sd卡 and micro sd卡；
卡尺寸分类
sd卡可以是通常具有高达4 gb的存储容量的标准sd卡，也可以是高达64 gb的高容量卡（sdhc）以及达到tb级的扩展容量（sdxc）。
卡容量
接口
sd卡可以在sd总线模式或spi总线模式下运行，通常可以使用sdio总线或者spi对sd进行驱动；
下面主要以micro sd为例，就sdio模式和spi模式做简单做一下介绍；
microsd引脚输出，sd模式
引脚 引脚名称 信号功能
1 dat2 数据位2
2 cd / dat3 卡检测/数据位3
3 cmd 命令行
4 vdd 电源电压2.7v / 3.6v
5 clk 时钟
6 vs 地
7 dat0 数据位0
8 dat1 数据位1
microsd引脚输出，spi模式
引脚 引脚名称 信号功能
1 nc 没有连接
2 /cs 片选
3 di 主输出/从属（mosi）
4 vdd 电源电压2.7v / 3.6v
5 clk 时钟
6 vss 地
7 do 主进/从出（miso）
8 rsv 已预留
协议
sd协议中，由于命令数据线和数据线是分开的，因此我们需要关注，命令的传输格式，以及数据的传输格式；
命令传输
命令以48位数据包的形式通过双向cmd引脚进行传输。
这些命令包包括命令索引，变量和crc位。该命令始终通过主机发送，最终由sd卡接收。
回传的响应数据包也为48位。
整体命令如下图所示；
48位的命令格式
每个命令的恒定长度为6个字节。第一个字节是命令编号和数字64的 加法。例如：对于cmd0：命令编号0 + 64 = 64 = 0x40（十六进制）。
对于cmd1：十六进制命令号1 + 64 = 65 = 0x41。
随后是一组四个字节，称为参数。
这些参数通常包含数据的地址或块的长度。
最后一个字节是crc（循环冗余校验）字节。
如果未启用crc功能，则大多数spi模式下的命令都不需要校验字节。
对于某些命令，例如cmd0，crc为0x95，在大多数情况下，发送的是0xff。
启用crc要求您从微控制器发送正确的校验字节。因此，请确保启用或禁用了crc功能。
发送命令的格式如下所示；
帧格式
r1响应0x01表示在响应之前发送的命令已导致卡进入空闲状态。响应字节0x00表示命令已被接受，sd卡将等待后续的事件发生。如果设置了r1响应中的任何其他位，则是错误的结果，并且将降低到图中每个r1响应位中提到的因数。
不同类型的响应及其含义如下所示；
响应
数据传输
在数据传输期间，传输的基本单位称为块，通常为512字节，并通过所有4个数据引脚进行传输。同样，在每次块传输之后，将发送16位crc数据。
请注意，sd卡在状态下运行。每个状态都有不同的命令集，主机可以通过控件更改状态。
命令和数据信号通过时钟信号同步。最初，主机使用400khz时钟与卡进行通信，但最终它会在传输过程中最大提高时钟速度，效率。
因为在初始化之前，主机不知道它是sd卡还是mmc卡。
默认情况下，mmc卡在初始化期间默认工作在漏极开路模式（100-400khz），而sd卡工作在推挽模式（0-25mhz）。
因此，最初，主机使用400khz来保持与漏极开路和推挽模式的兼容性。
硬件设计
sdio
这是从sd/mmc外设到sd卡插槽的4 bit连接的示例。
使用data[3..0]，clk和cmd信号。
sd卡插槽暴露在外部环境中。即使未与任何其他设备连接，它也可能会受到人体中积累的静电电荷的影响，而当手指触摸该静电时，静电会释放到屏蔽中。
为了符合emc规范，必须进行一些常规预防措施，以过滤和避免传导辐射。此外，sd卡规范还规定了上拉电阻和串联阻抗匹配电阻。
幸运的是，当sd在移动设备中如此普遍地传播时，已经有集成方案，它可以一次实现所有这些功能。
cm1624是emi滤波器和线路终端设备的组合，带有集成的tvs二极管，可用于t-flash / microsd接口。
spi
下面在spi模式下使用的sd卡的示例，根据sd association的规范连接了miso，mosi，clk和cs信号。
我们只需要在时钟线上应用滤波器以在非常恶劣的环境中改善emc。
在sdio模式或者spi模式下，磁道都以高数据速率传输数据和时钟信号。
为了避免信号出现毛刺，必须考虑信号传播时间，以确保所有数据在时钟触发读取或写入的操作之前，接口处稳定。
所有数据信号的路径长度必须在十分之几毫米的长度内匹配，并且时钟长度必须长约1毫米。
为避免串扰，这些走线必须在其周围和下方保持良好的接地平面，并且还应通过足够数量的通孔连接各层。
总结
本文简单介绍了sd卡的分类以及常见属性，另外还简单介绍了sd卡的协议，在硬件设计上给出了spi总线和sdio总线的示例电路，篇幅有限，软件部分暂时没有进行展开介绍；
基于Zigbee的汽车无线黑匣子设计
头戴式AR/VR装置前景看好 2021年出货量将达5920万台
台湾半导体封测业内忧外患 最怕两“大”
随着不同场景逐步打开 未来机器人服务的领域将会越来越广
欧司朗推出首款板上芯片LED—Soleriq E
嵌入式开发中SD卡的分类及常见属性
德州仪器公布2021年第四季度财报_国巨扩大01005MLCC产品范围和产能
什么是柔性数组？柔性数组有何优点
新唐科技M487KIDAE控制器简介
全国首套复杂地质条件下智能化综放工作面投入生产
电感厂家谷景科普共模电感的感量怎么选才合适
以欧洲为例，参考光伏发电对农村的作用
智能孢子捕捉仪的应用是高标准农田建设的关键
基于XL4016降压电路减小输出纹波电压的方法
车床自动上下料装置引进的作用
德赛西威发布2018年上半年财报，1-6月公司实现营业收入28.6亿元
用6C33C—B制作10W单端放大器,6c33 power amplifier
表面缺陷检测仪的原理以及功能的详细介绍
电视蓝海在5G时代卷土重来
贴片三极管丝印所代表的型号是什么？