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sd协议的大致通信过程

news 来源：原创 2025/5/22 16:43:34

SD（Secure Digital）协议是用于存储卡与主机设备（如手机、相机、嵌入式系统）通信的标准协议，其过程涉及物理层、命令响应机制和数据传输。以下是SD协议的核心流程概述：

步骤1：上电与时钟同步
主机上电后，向SD卡发送初始时钟信号（通常为低速模式，如400kHz），同时保持CMD和DAT线处于高电平（空闲状态）。
步骤2：发送CMD0（GO_IDLE_STATE）
主机通过CMD线发送CMD0命令（复位指令），强制SD卡进入空闲状态（Idle State），此时DAT线未激活。
步骤3：电压检测（CMD8）
主机发送CMD8命令，附带电压参数（如2.7-3.6V），SD卡返回响应确认支持的电压范围。若卡不支持，主机需调整电压或终止通信。
步骤4：初始化流程（CMD55+ACMD41）
- 主机发送CMD55（APP_CMD），通知SD卡后续命令为应用特定命令。
- 接着发送ACMD41（SD_SEND_OP_COND），携带主机支持的工作电压和容量类型（标准容量SDSC或高容量SDHC/SDXC）。
- SD卡返回OCR（Operating Conditions Register）寄存器值，确认就绪状态。

步骤5：分配相对地址（CMD2、CMD3）
- 主机发送CMD2（ALL_SEND_CID），要求所有未初始化的SD卡发送唯一的CID（Card Identification Number）。
- 主机通过CMD3（SEND_RELATIVE_ADDR）为SD卡分配一个相对地址（RCA），用于后续通信（多卡系统中区分不同卡）。

步骤6：切换至数据传输状态（CMD7）
主机发送CMD7（SELECT/DESELECT_CARD），附带RCA地址，激活目标SD卡，使其进入传输状态（Transfer State），DAT线激活。
步骤7：读取/写入数据块
- 读操作（CMD17/CMD18）
  - CMD17（READ_SINGLE_BLOCK）：读取单个数据块（默认512字节）。
  - CMD18（READ_MULTIPLE_BLOCK）：连续读取多个块，直到主机发送CMD12（STOP_TRANSMISSION）终止。
- 写操作（CMD24/CMD25）
  - CMD24（WRITE_BLOCK）：写入单个块。
  - CMD25（WRITE_MULTIPLE_BLOCK）：连续写入多个块，结束时需发送CMD12。
- 数据传输流程：
  1. 主机发送读/写命令（附带起始地址）。
  2. SD卡返回响应（R1状态），确认命令有效。
  3. 数据通过DAT线传输，每个数据块附加CRC校验码。
  4. 主机验证CRC，若错误则重传。

命令与响应格式
- 命令（CMD）：6字节结构，包括命令号、参数、CRC7。
- 响应（RSP）：长度可变（如R1为1字节状态 + 3字节附加信息），包含操作状态或错误码。
总线拓扑
- SD总线模式：支持1位或4位DAT线（高速模式）。
- SPI模式：兼容SPI接口，但性能较低（CMD、DAT线复用）。
错误处理
- CRC校验失败、超时、非法命令等会触发错误状态（通过RSP返回）。
- 主机可通过CMD13（SEND_STATUS）查询卡状态。