SD2物理层标准研究.doc

SD2 0SD2 0 物理层标准研究物理层标准研究 CJ 7 3 31 V0 1V0 1 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 200X 年年 X 月月 X 日评审通过日评审通过 机密机密 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 1 1 页页 修订历史记录修订历史记录 日期版本文档编写人备注 2006 09 050 1杨光敏杨光敏初稿初稿 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 2 2 页页 编制 姓名签字日期电话 负责人 审查 姓名签字日期电话 审核 姓名签字日期电话 批准批准 姓名签字日期电话 文档评审负责人 参加评审人员 参加评审人员 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 3 3 页页 目录目录 1文档介绍文档介绍 4 1 1文档目的 4 1 2读者对象 4 1 3参考文档 4 2SD 物理层标准简介物理层标准简介 4 2 1版本历史 4 2 2SD2 0 与 SD1 0 物理层标准比较 4 3SD 物理层标准物理层标准 2 0 特点特点 5 3 1卡的初始化和认证 5 3 2新增命令详解 6 3 2 1CMD8 6 3 2 2CMD6 6 3 3速度等级定义 9 3 4高容量存储卡 10 3 5命令系统 10 4小结小结 10 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 4 4 页页 1文档介绍文档介绍 1 11 1文档目的文档目的 通过研究 SD 物理层标准的 1 0 版本和 2 0 版本 对比两个版本的不同 重点介绍 2 0 版本新增加的内容 为移动存储标准的制定提供参考 1 21 2读者对象读者对象 移动存储工作组所有成员 1 31 3参考文档参考文档 SD Physical Layer Specification Version 2 00 SD Memory Card Specification Version 1 0 2SD 物理层标准简介物理层标准简介 2 12 1版本历史版本历史 2 22 2SD2 0SD2 0 与与 SD1 0SD1 0 物理层标准比较物理层标准比较 SD1 0 物理层标准SD2 0 物理层标准 工作频率0 20mhz0 50mhz 最大容量2GB32GB 高容量存储无有 而且有 Type A 和 Type B 之分 速度等级无 有 分别为 class0 class2 class4 class6 CMD8无有 用来验证卡的版本 CMD6无 有 实现功能切换 如 e commerce 功 能 支持的命令集 SD 卡必须支持命令类型 为 0 2 4 5 8 SD 卡必须支持命令类型为 0 2 4 5 8 也就是增加了 CMD42 锁定 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 5 5 页页 CSD version12 寻址方式按字节寻址 普通容量的卡按字节寻址 高容量卡 按块寻址 3SD 物理层标准物理层标准 2 0 特点特点 3 13 1卡的初始化和认证卡的初始化和认证 当总线激活后 卡开始初始化及认证过程 参加图 ACMD41 设定卡的工作条件及 HCS Host Capacity Support 位 如果 HCS 1 表示主机支持高容量 SD 卡 如果 HCS 0 则表示主机不支持高容量的 SD 卡 CMD8 命令的加入扩展了 ACMD41 的功能 如果卡对 CMD8 命令无响应 则主机应 该将 ACMD41 命令中的 HCS 位设置成 0 标准的 SD 卡会忽略 HCS 如果 HCS 设置成 0 则高容量 SD 卡永远不会进入 就绪 状态 会将忙状态位一直设置为 0 如果 忙状态位一直为低 表示卡正在初始化过程 只有该位变为高电平 才表示初始化完成 主机不断发送 ACMD41 知道忙状态位为 1 卡只是在第一次接受到 ACMD41 时检测 工作条件和 HCS 位 如果卡对 CMD8 有响应 则 ACMD41 的响应中包含 CCS Card Capacity Status CCS 只有在忙状态位变为 1 时才有效 CCS 1 表示卡是高容量 SD 卡 CCS 0 表示卡 是普通标准的 SD 卡 卡的初始化和认证流程如图所示 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 6 6 页页 3 23 2新增命令详解新增命令详解 3 2 13 2 1CMD8CMD8 增加新的命令 CMD8 SEND IF COND 用来验证 SD 卡的工作条件 卡通过分析 CMD8 命令参数来验证 主机通过分析 CMD8 的响应来验证 CMD8 参数变量中的 VHS 提供电压信息 卡假定 VHS 中指定的电压作为当前电压 在任何时候 VHS 只有 1 位数 值可以设定为 1 参见 4 3 13 CMD8 命令响应格式详解 如果卡能工作在指定的电压 那么响应中会反馈该电压值以及命令变量中设定的校验 模式 如果卡不能在指定的电压工作 那么卡无响应并且保持在 闲置 状态 对于高容量 SD 卡 在发送 ACMD41 之前必须先发送 CMD8 参见图 4 1 卡收到 CMD8 以后 就知道主机支持物理层协议 2 00 版 并且启动卡的新功能 对于低电压主机 在发送 ACMD41 以前必须发送 CMD8 对于具有双重工作电压的卡 如果没有收到 CMD8 则卡只能工作在高电压模式 对 于低电压主机 如果不发送 CMD8 卡在收到 ACMD41 后就进入不激活状态 CMD8 的响应类型为 R7 如下表所示 3 2 23 2 2CMD6CMD6 3 2 2 13 2 2 1简述简述 CMD6 用于切换或者扩展存储卡的功能 它适用于 1 10 版本及以上版本 低版本中 CMD6 是保留命令 目前定义以下两类功能 卡访问模式 默认情况下时12 5MB sec 高速模式为 25MB sec 卡支持的命令系统 默认情况下是标准命令集 也有eCommerce命令和厂商特定 的命令集 CMD6只有在 传输 状态才能发送 一旦被选用 卡只有重新上电 才能进入默认 状态 CMD6的响应是R1格式 同时还有512位的状态信息通过数据线传输 从SD总线传输 角度来看 这是一个标准的单块读传输模式 而且命令超时的时间是100ms 和读命令一 样 如果CRC在数据线上传输错误 那么主机需要重新上电 CMD6有两种应用模式 模式0 验证模式 用来查询卡是否支持特定命令 模式1 设置功能 用来切换卡的功能 1 模式0操作 检验功能 该模式用来查询卡所支持的功能 并且确定当前最大的电 流损耗 查询功能的执行如下 设定模式为0 每次选定一个功能 选择默认功能的值为0XF 选择其它功能的取值可参阅表 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 7 7 页页 4 9 当查询完毕后 卡返回被询问的功能数字号 如果忙 卡返回当前功能数字号 查询功能的返回响应包含以下3个状态 每个功能组所支持的功能 在每个功能组中 卡将要切换的功能 在选定功能下卡的最大电流损耗 2 模式1操作 选定功能 切换到新功能的操作如下 设定模式1 每次选定一个功能 选择默认功能的取值为0X0 建议对所有选定的功能设置为 0XF 如果因为忙而无法切换功能 卡会返回当前功能的数字号 不是0XF 其它组 的其它功能还有可能被切换 设定功能的返回响应包含以下3个状态 每个功能组所支持的功能 执行切换命令后的功能 如果选择无效 所有设定的值将被忽略 而且没有任何 改变 无效选择的响应值为0XF 在选定功能下卡的最大电流损耗 如果选择功能错误 返回值为0 3 2 2 23 2 2 2切换命令的状态切换命令的状态 切换命令后 数据线上返回数据块包含当前功能和电流损耗信息 数据块的长度预定 义为512byte 之前不需要发送CMD16 SET BLK LENTH 参见表4 10 1 忙状态位 bit 367 272 表示功能的忙状态 0表示准备好 1表示忙 如果忙 主机不能改变目 前的功能 切换命令的模式1只能对于准备好的功能适用 如果在模式1下功能切换失败 主机在响应中会收到当前功能号 该功能被认为处于 忙状态 模式1操作可能会影响某功能行为 应该用模式0来检测某功能的忙状态信息 因 为 它不会影响其功能 特别是对功能组2 功能组2定义如下 2 数据结构版本 数据结构版本可以指示切换命令中忙状态信息位是否有效 该区域设置为 01 表 示忙状态信息位有效 3 切换命令的功能表 argument 代表切换命令的bits23 0 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 8 8 页页 busy status 表示功能忙状态 status code 表示切换命令的bits399 376 下面几张表表示功能切换的几种情况 3 2 2 33 2 2 3CMD6 和其它命令的关系和其它命令的关系 在CMD6的通信过程中 只能传输CMD12和CMD13 但是建议主机在发送CMD6时 不 要发送其它任何命令 如果主机没有接收到CMD6的有效数据 建议主机发送CMD0 进行 重新初始化 1 CMD6 CMD12 案例1 如果卡还没有输出所有数据 主机发出CMD12命令 那么卡会终止CMD6的数 据传输 此时卡状态不确定 发送CMD0进行重新启动是唯一的方法 案例2 如果卡数据发送完全 主机发出CMD12 则没有错误发生 建议在CMD6的通信过程中 主机不要发送CMD12 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 9 9 页页 3 2 2 43 2 2 4切换功能实现流程切换功能实现流程 下面的图表示了功能切换是否成功决定与功能的忙状态信息 CMD6的功能切换是不 同步的 至少8个周期后切换成功 主机需要适合下面三种情况 流程图如下 建议采用上面的流程来实现功能切换 SD2 0 物理层标准研究 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 机密机密第第 1010 页页 3 33 3速度等级定义速度等级定义 速度等级的划分 class0 不限定速度等级 适合于任何 SD 卡 class2 2MB S class4 4MB S class6 6MB S 定义速度等级是为了支持 AV 应用 比如 MPEG2 Class 2 为支持标准的 TV 图象质量 而定义 也就是说必须在 2MB S 的速度及以上 Class 4 为支持 HD 视频质量而定义 即要 求速度在 4MB S 及以上 更高等级的速度根据需要可以在将来再增加 主机必须支持具有 最低速度等级的卡 3 43 4高容量存储卡高容量存储卡 普通标准的 SD 卡最大容量是 2Gbyte 高容量 SD 卡的容量范围是 2GB 32GB 高容量 SD 卡不支持写保护 对于写保护命令 CMD28 CMD29 和 CMD30 无响应 高容量 SD 卡固定块的长度为 512byte 对于普通标准的 SD 卡 CMD16 可以设定块 的长度 3 53 5命令系统命令系统 命令CMD34 37 CMD50和CMD57保留 通过切换命令 CMD6 可以用于SD的扩展 如果切换 将会影响命令的解释和总线传输 如 没有数据传输的命令 单块读和多块写 等 是否支持该命令系统是可以选择的 如果选择 标准命令集 默认功能0X0 卡无法识别上述的命令 并且认为 是非法命令 如果选择 厂商指定 功能为0XE 这些命令的行为由厂商指定 因