原创自己动手设计一款MP3音乐播放器：SDIO通信之物理层描述1

 2014-12-13 01:19  2310 29 29 分类: MCU/ 嵌入式

物理层一共有以下的内容需要了解

存储卡系统的内容，包括总线，卡容量等，一些命令格式，响应格式等内容，这个是必须完全理解。
SD卡的功能描述，包括复位，初始化和识别流程，读写，擦除等操作，这个是编程时候一定要搞懂的。
命令和响应的具体位的功能，这个也是编程时候用到的，必须完全理解。
卡的寄存器，这个也是必须理解的内容。

另外还有一种兼容的SPI模式，音乐播放器用不到这种通信方式，不需要理解。

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存储卡系统的内容，其中读写问题，SD卡支持读写，支持电压，我们用到3.3V，属于正常电压，卡容量，我们用到1G的卡，属于标准卡，速度等级，一共有4种，大容量的卡最少为2M/S的速度。

重点是总线协议，总线上的数据流有3中

1、命令，任何操作开始前，都要先在CMD线上发送命令。

2、响应，主机发送命令，从机则在CMD上返回响应。

3、数据，在数据线上传送，主机到SD，或者SD到主机。

命令和响应是通过结构体进行传送，他们的结构在后面有重点描述。数据的传送则通过块，可以进行单块和多块的传送，后面跟一个CRC校验，多块的传送可以通过命令进行终止，注意多条线写块的时候，只在DATA0上有一个BUSY的信号。

命令的格式如下，一个0作为开始，1作为结束，总长是48位，跟一个CRC进行校验，响应则会有4种不同的长度。命令为高位先发送。

数据包的数据也有两种大小，一种是8位，一种是多位。

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SD卡的功能描述

有广播和定点传送，这个是所有总线都有的特点，操作模式也有两种，卡识别模式和传送模式。

卡识别模式在复位后进行，主机操作总线上的新卡，并发送CMD3给新卡赋址。然后就进入数据传送模式。其中识别模式有3中状态，空闲，准备和识别中，而数据传送有待机，传送，发送和接收数据，编程和脱机几种状态。

卡的识别模式下，先复位所有的卡在识别模式下，然后测试电压范围，识别卡，分配地址，这种操作在各自的CMD线上完成，这种模式下，时钟用到fod。

CMD0是软件复位命令，上电或者CMD0以后，所有的SD等待下一个命令，卡默认地址为0，以最慢的速度和最高的驱动电流来通信。

确认SD工作条件，CMD0后，主机和SD都不知道对方的电压，2.0版本中，CMD8就是用来完成这个任务。CMD8的响应中有一个VHS位来判断，电压表中是否找到了主机的工作范围，找到则该位置1.我们电压为3.3V，在闪迪的卡中有这个范围。

卡的初始化和识别操作：总线激活以后，开始进行初始化和识别工作。

先发送ACMD41，发送主机的信息，并要求SD返回从机的信号。我们用到标准卡，不需要设置HCS这个信号。

主机一直查询BUSY位，如果电压表中没有主机的工作电压，则继续进行初始化，范围匹配则返回BUSY位为1.其他卡的操作也是一样的，然后发送CMD2来获取卡的CID，SD卡响应完成以后，则继续回到识别状态，然后主机发送CMD3,来分配地址，该地址设置完以后，SD转到待机模式，如果还有新卡，主机继续发送CMD3即可。

数据传送模式：初始化时为了兼容不同卡，主机工作在低速的fOD时钟模式下，配置完成后，主机要工作到fpp模式下，主机继续发送CMD9来获取卡的参数数据CSD，包括块的长度，容量等，然后发送CMD4来拓展传送的参数，包括通信线和块大小等，也就是配置DSR,包括时钟的切换也在此时发生。然后发送CMD7就进入了传送模式。

单线和4线的切换可以通过ACMD6来完成。

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