SD卡協(xié)議學(xué)習點(diǎn)滴
SD卡有所謂操作模式（operation mode）的概念，每種操作模式又具體對應一種或多種狀態(tài)，主機通過(guò)發(fā)送命令可以使SD卡在不同的狀態(tài)間轉換，SD卡則接受命令，并根據自己現在所處狀態(tài)做出不同的響應。
系統上電時(shí)刻或者搜尋SD卡時(shí)，SD卡控制器應該處于SD卡識別模式；SD卡在剛接入系統時(shí)刻也處于這種模式，并且處于此模式下的Idle狀態(tài)。
SD卡識別模式：在這種模式下，控制器會(huì )檢驗SD卡的工作電壓范圍，識別SD卡類(lèi)型，并要求它們發(fā)送各自的相對地址（Relative Card Address）；這些操作在SD卡各自的CMD線(xiàn)上進(jìn)行。所有的操作均使用默認的 SD卡識別時(shí)鐘頻率（identification clock rate）
SD卡復位：發(fā)送GO_IDLE_STATE(CMD0)到SD卡后，除處于非活動(dòng)狀態(tài)（Inactive state）之外的SD卡都會(huì )進(jìn)入空閑狀態(tài)（Idle state）；在Idle狀態(tài)，SD卡的CMD線(xiàn)處于輸入模式，默認相對地址為0x0000，默認驅動(dòng)寄存器設定為低速度，大驅動(dòng)電流能力。
工作條件檢測
在控制器和SD卡進(jìn)行任何通信之前，控制器不清楚SD卡支持的工作電壓范圍，故而控制器使用默認的電壓發(fā)送一條reset指令（CMD0），緊跟著(zhù)的CMD8指令，用于取得SD卡支持工作電壓范圍數據。SD卡通過(guò)檢測CMD8的參數部分來(lái)檢查控制器使用的工作電壓，控制器通過(guò)分析回傳的CMD8參數部分來(lái)校驗SD卡是否可以在所給電壓下工作。如果SD卡可以在指定電壓下工作，則它回送CMD8的命令響應字，其中包含check voltage, check pattern。如果SD卡不支持所給電壓，則SD卡不會(huì )給出任何響應信息，并繼續處于Idle狀態(tài)。在PLV2.0(physical layer version2.0)下，在一次執行ACMD41之前，執行CMD8指令，用以初始化SDHC卡，SDHC卡根據是否接收到CMD8指令來(lái)鑒別控制器是否支持PLV2.0協(xié)議。使用低電壓的控制器也在A(yíng)CMD41命令之前發(fā)送CMD8，避免可以工作在兩種電壓模式下的SD卡因為沒(méi)有接收到CMD8， 而默認工作在高電壓環(huán)境下，被誤認為是只支持高電壓工作模式。
SD_SEND_OP_COND(ACMD41)命令的目的是給予SD卡控制器一個(gè)識別SD卡是否可以在所給Vdd范圍下工作的機制，如果SD卡無(wú)法在指定Vdd范圍內工作，則它會(huì )進(jìn)入非活動(dòng)狀態(tài)（Inactive state）。要注意的是，ACMD41是應用相關(guān)型命令，因而，每次發(fā)出的ACMD41命令都緊跟在一條APP_CMD（CMD55）命令之后。在空閑態(tài)（Idle State）下使用的CMD55命令使用默認的卡相對地址（RCA）0x0000。
每次控制器發(fā)送CMD0復位SD卡后，都要重新進(jìn)行系列初始化操作（CMD8,ACMD41...）。
如果ACMD41指令的OCR比特位為0，控制器可以查詢(xún)各個(gè)SD卡，并決定它們共同的工作電壓范圍。在作為查詢(xún)的ACMD41指令發(fā)送之后，SD卡并不會(huì )開(kāi)始初始化過(guò)程，直到控制器重新發(fā)送一條ACMD41指令。
SD卡初始化和識別過(guò)程：
在CMD8命令發(fā)送之后的ACMD41指令其功能有所擴展，在參數里多了HCS部分，在響應里面多了CCS（Card Capacity Status）部分。HCS參數會(huì )被不響應CMD8命令的SD卡所拋棄?？刂破飨虿豁憫狢MD8的卡發(fā)送ACMD41指令時(shí)，HCS位應該設置為零0。如果向SDHC卡發(fā)送HCS位為0的ACMD41命令，SDHC卡返回的響應，其busy標識位永遠為0，代表忙狀態(tài)。HCS標識位用來(lái)表明SD卡是否已經(jīng)完成初始化，如果未完成，HCS為零，否則為1，如果HCS為0，控制器會(huì )重復發(fā)送ACMD41指令，SD卡只檢查一次接收到的ACMD41指令的HCS位。
響應CMD8的SD卡發(fā)送的對于A(yíng)CMD41指令響應會(huì )包含CCS部分，控制器只檢查HCS標志位為1的響應所包含的CCS位。CCS=1表明其為SDHC卡，否則為標準SD卡。
控制器隨后發(fā)送ALL_SEND_CID(CMD2)命令，查詢(xún)各個(gè)卡的CID（unique card identification）值，還沒(méi)有被識別的SD卡（處于Ready狀態(tài)）會(huì )發(fā)送CID值作為響應，發(fā)送完CID值之后，SD卡進(jìn)入識別狀態(tài)（Identification state），然后控制器發(fā)送CMD3（SEND_RELATIVE_ADDR）命令，要求各個(gè)SD卡發(fā)送一個(gè)新的相對地址（RCA），RCA在之后的數據傳輸模式中用于尋址。RCA發(fā)送完之后。SD卡進(jìn)入Stand-by狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)，如果控制器想要給SD卡分配一個(gè)新的RCA，它可以發(fā)送另一條CMD3命令給SD卡。一后發(fā)布的RCA為SD卡的真實(shí)RCA。
數據傳輸模式：
在SD卡識別模式結束之前，控制器使用的時(shí)鐘頻率均為Fod。在數據傳輸模式，控制器可能會(huì )使用Fpp頻率?？刂破靼l(fā)送一條SSEND_CSD（CMD9）命令來(lái)獲取SD卡CSD寄存器（Card Specific Data）里面的描述值，譬如，塊長(cháng)度，卡容量信息等。廣播命令SET_DSR（CMD4）為各個(gè)已識別的SD卡配置驅動(dòng)階段（？？）。它會(huì )向SD卡的DSR寄存器寫(xiě)入相關(guān)的信息?？刂破鞯臅r(shí)鐘頻率也在這個(gè)時(shí)刻從Fod轉到Fpp。SET_DSR命令是可選的。
CMD7命令用來(lái)選擇某個(gè)SD卡，使其進(jìn)入Transfer狀態(tài)，在指定時(shí)間段內，只有一個(gè)卡能處于Transfer狀態(tài)。當某個(gè)先前被選中的處于Transfer狀態(tài)的SD卡接收到CMD7之后，會(huì )釋放與控制器的連接，并進(jìn)入Stand-by狀態(tài)。當CMD7使用保留地址0x0000時(shí)，所有的SD卡都會(huì )進(jìn)入Stand-by狀態(tài)。
數據傳輸模式下各個(gè)狀態(tài)的轉換關(guān)系總結如下：
所有的數據讀命令都可以被停止命令（CMD12）在任意時(shí)刻終止。數據傳輸會(huì )終止，SD卡返回Transfer狀態(tài)。讀命令有：塊讀操作（CMD17）、多塊讀操作（CMD18）、發(fā)送寫(xiě)保護（CMD30）、發(fā)送scr（ACMD51）以及讀模式下的普通命令（CMD56）
所有的數據寫(xiě)命令都可以被停止命令（CMD12）在任意時(shí)刻終止。寫(xiě)命令也會(huì )在取消選擇命令（CMD7）之前停止。寫(xiě)命令有：塊寫(xiě)操作（CMD24，CMD25）、編程命令（CMD27）、鎖定/解鎖命令（CMD42）以及寫(xiě)模式下的普通命令（CMD56）數據傳輸一旦完成，SD卡會(huì )退出數據寫(xiě)狀態(tài)，進(jìn)入Programming狀態(tài)（傳輸成功）或者Transfer狀態(tài)（傳輸失?。┤绻麎K寫(xiě)操作被叫停，但是寫(xiě)操作包含的其長(cháng)度和CRC校驗是正確的話(huà)，數據會(huì )被編程到SD卡（從緩存寫(xiě)入到Flash？）
SD卡可能會(huì )提供緩存模式，意思是前次寫(xiě)入塊在編程到Flash的時(shí)刻，控制器可以接著(zhù)發(fā)送下一塊的數據當寫(xiě)緩存為滿(mǎn)時(shí)刻，并且SD卡處于Programming狀態(tài)，DAT0會(huì )保持為低電平（BUSY），表明其為忙狀態(tài)
寫(xiě)CSD，寫(xiě)保護，擦除這些操作沒(méi)有緩存的功能，當SD卡正在處理這些命令的時(shí)候，其余的數據傳輸命令會(huì )被忽略。當SD卡為忙，并且處于Programming狀態(tài)的時(shí)候，DAT0也會(huì )被SD卡拉低，在SD卡處于Programming狀態(tài)時(shí)候，不允許控制器發(fā)送設置參數命令。設置參數命令有：設置塊長(cháng)度（CMD16）、擦除塊開(kāi)始（CMD32）以及擦除塊結束（CMD33）
在SD卡編程時(shí)刻，讀命令也是不允許的當把另一個(gè)卡從Stand-by狀態(tài)轉換為T(mén)ransfer狀態(tài)的時(shí)候，正處于erase和Programming狀態(tài)的卡其操作不會(huì )終止，它會(huì )自動(dòng)進(jìn)入Disconnect狀態(tài)，釋放數據線(xiàn)。
處于Disconnect狀態(tài)的卡可以通過(guò)發(fā)送CMD7命令使其脫離此狀態(tài)，并進(jìn)入Programming狀態(tài)，并重新激活標識符復位SD卡（使用CMD0或者CMD15）會(huì )終止任何等待中或正在進(jìn)行的Programming操作。這可能會(huì )損毀SD卡的數據CMD34-37 CMD50，CMD57保留。