SD
SD卡（secure digital card）是SD卡協會開發的低成本，非易失性存盤卡格式（相比較于RAM，SD卡掉電資料不丟失）；
隨著本世紀電子技術的高速發展，對于這種中等型號，節能、節省空間的存盤器設備的需求一直在快速增長；
SD卡具有SDHC的速度等級，范圍為2級（以2 MB / s的速度運行），4級（以4MB / s的速度運行），6級（以最高6 MB / s的速度運行）和10級（以最高的速度運行） 10 MB /秒 SDXC卡以“超高速”類運行，并以最高30 Mb/s的速度運行，還有視頻速度等級，資料傳輸速率高達90MB/s，
SD卡還具有不同的尺寸或形狀因子，包括standard SD卡, mini SD卡 and micro SD卡；
SD卡可以是通常具有高達4 GB的存盤容量的標準SD卡，也可以是高達64 GB的高容量卡（SDHC）以及達到TB級的擴展容量（SDXC），
介面
SD卡可以在SD總線模式或SPI總線模式下運行，通常可以使用SDIO總線或者SPI對SD進行驅動；
下面主要以micro SD為例，就SDIO模式和SPI模式做簡單做一下介紹；
microSD引腳輸出，SD模式
| 引腳 | 引腳名稱 | 信號功能 |
|---|---|---|
| 1 | DAT2 | 資料位2 |
| 2 | CD / DAT3 | 卡檢測/資料位3 |
| 3 | CMD | 命令列 |
| 4 | Vdd | 電源電壓2.7v / 3.6v |
| 5 | Clk | 時鐘 |
| 6 | VS | 地 |
| 7 | DAT0 | 資料位0 |
| 8 | DAT1 | 資料位1 |
microSD引腳輸出，SPI模式
| 引腳 | 引腳名稱 | 信號功能 |
|---|---|---|
| 1 | NC | 沒有連接 |
| 2 | /CS | 片選 |
| 3 | DI | 主輸出/從屬（MOSI） |
| 4 | Vdd | 電源電壓2.7v / 3.6v |
| 5 | Clk | 時鐘 |
| 6 | Vss | 地 |
| 7 | DO | 主進/從出（MISO） |
| 8 | RSV | 已預留 |
micro SD的引腳發布如下圖所示；
協議
SD協議中，由于命令資料線和資料線是分開的，因此我們需要關注，命令的傳輸格式，以及資料的傳輸格式；
命令傳輸
命令以48位資料包的形式通過雙向CMD引腳進行傳輸，
這些命令包包括命令索引，變數和CRC位，該命令始終通過主機發送，最終由SD卡接收，
回傳的回應資料包也為48位，
整體命令如下圖所示；
48位的命令格式
每個命令的恒定長度為6個位元組，
第一個位元組是命令編號和數字64的 加法，
例如：
對于CMD0：命令編號0 + 64 = 64 = 0x40（十六進制），
對于CMD1：十六進制命令號1 + 64 = 65 = 0x41，
隨后是一組四個位元組，稱為引數，
這些引數通常包含資料的地址或塊的長度，
最后一個位元組是CRC（回圈冗余校驗）位元組，如果未啟用CRC功能，則大多數SPI模式下的命令都不需要校驗位元組，對于某些命令，例如CMD0，CRC為0x95，在大多數情況下，發送的是0xFF，
啟用CRC要求您從微控制器發送正確的校驗位元組，因此，請確保啟用或禁用了CRC功能，
發送命令的格式如下所示；
R1回應0x01表示在回應之前發送的命令已導致卡進入空閑狀態，
回應位元組0x00表示命令已被接受，卡將等待建議的事件發生，如果設定了R1回應中的任何其他位，則是錯誤的結果，并且將降低到圖中每個R1回應位中提到的因數，
不同型別的回應及其含義如下所示；
資料傳輸
在資料傳輸期間，傳輸的基本單位稱為塊，通常為512位元組，并通過所有4個資料引腳進行傳輸，同樣，在每次塊傳輸之后，將發送16位CRC資料，
請注意，SD卡在狀態下運行，每個狀態都有不同的命令集，主機可以通過控制元件更改狀態，
命令和資料信號通過時鐘信號同步，最初，主機使用400KHz時鐘與卡進行通信，但最終它會在傳輸程序中最大提高時鐘速度，效率，
原因：初始化之前，主機不知道它是SD卡還是MMC卡，現在，默認情況下，MMC卡在初始化期間默認作業在漏極開路模式（100-400KHz），而SD卡作業在推挽模式（0-25Mhz），因此，最初，主機使用400KHz來保持與漏極開路和推挽模式的兼容性，
硬體設計
SDIO
這是從SD/MMC外設到SD卡插槽的4 Bit連接的示例，
使用Data[3..0]，CLK和CMD信號，
SD卡插槽暴露在外部環境中，即使未與任何其他設備連接，它也可能會受到人體中積累的靜電電荷的影響，而當手指觸摸該靜電時，靜電會釋放到屏蔽中，
為了符合EMC規范，必須進行一些常規預防措施，以過濾和避免傳導輻射，此外，SD卡規范還規定了上拉電阻和串聯阻抗匹配電阻，
幸運的是，當SD在移動設備中如此普遍地傳播時，已經有集成方案，它可以一次實作所有這些功能，
CM1624是EMI濾波器和線路終端設備的組合，帶有集成的TVS二極管，可用于T-Flash / MicroSD介面，
SPI
下面在SPI模式下使用的SD卡的示例，根據SD Association的規范連接了MISO，MOSI，CLK和CS信號，
我們只需要在時鐘線上應用濾波器以在非常惡劣的環境中改善EMC，
在SDIO模式或者SPI模式下，磁道都以高資料速率傳輸資料和時鐘信號，
為了避免信號出現毛刺，必須考慮信號傳播時間，以確保所有資料在時鐘觸發讀取或寫入的操作之前，介面處穩定，
所有資料信號的路徑長度必須在十分之幾毫米的長度內匹配，并且時鐘長度必須長約1毫米，
為避免串擾，這些走線必須在其周圍和下方保持良好的接地平面，并且還應通過足夠數量的通孔連接各層，
總結
本文簡單介紹了SD卡的分類以及常見屬性，另外還簡單介紹了SD卡的協議，在硬體設計上給出了SPI總線和SDIO總線的示例電路，篇幅有限，軟體部分暫時沒有進行展開介紹；
由于作者能力和水平有限，文中難免存在錯誤和紕漏，請不吝賜教，
CSDN認證博客專家
CSDN簽約作者
有夢想的咸魚
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