SDMMC卡初始化及读写流程

1、二、MMC/SD卡的模型和工作原理 PIN脚、SD卡总线、SD卡结构、SD卡寄存器、上电过程 SD卡寄存器：OCR:操作电压寄存器: 只读，32位 第31位：表示卡上电的状态位CID: 卡身份识别寄存器 只读 128位 生产厂商、产品ID，生产日期和串号等CSD： 部分可写 128位 卡的容量、擦出扇区大小、读写最大数据块的大小、读操作的电流、电压等等CSR: 卡配置寄存器 64位 数据位宽RCA： 16位 相关的卡地址寄存器,卡识别过程中主控器和卡协商出来的一个地址三、SD卡命令和响应格式 命令和相应格式 SD卡命令，命令类型，ACMD命令 响应类型、卡类型、卡状态转换表 命令的格式： 48

2、位 起始位0 方向位（host to card: 1, card to host: 0） 内容 CRC7 结束位1响应的格式：48位 或者136位卡命令： 命令的类型：bc: broadcast without Response无响应的广播bcr: broadcast with Response有响应的广播ac: Address(point-to-point) Command:点对点，DATA0DATA3数据线上无数据adtc: Adress(point-to-point) Data Transfer Commands 点对点，DATA0DATA3数据线上有数据CMD0, CMD2, CMD3

3、, CMD55, ACMD41 命令可能会导致卡的状态发生变化响应类型： R1,R1b, R2, R3,R6(SD2.0扩展了R7)扩展内容：SPI工作模式： 要知道的特点：只支持一个卡，没有RCA，命令只是MMC/SD的基本的子集SDHC:(支持2GB32GB)：理解CMD8的作用，命令格式和响应,了解CSDV2.0寄存器做了扩展 SDIO WIFI： 增加CMD52， CMD53CMD8可以通过重新定义先前保留的位，来扩展一些已经存在的命令的新功能。ACMD41扩大到支持高容量SD记忆卡的初始化上面介绍了一个控制寄存器等信息绿色表示sd和mmc的不同点对于计算卡的容量 要注意对于sd 卡

4、可以参考Simplified_Physical_Layer_Spec v2.0.pdf手册上面有对于mmc 可以参考JESD84-A441.pdf 注意对于大卡的mmc 是通过发送8号命令 来获取ext_csd 中的212到215位置来得到的-S-static void sd_init(void)int retries;u8 *resp;unsigned int cardaddr;/resp = mmc_cmd(2, 0, MSC_CMDAT_RESPONSE_R2, MSC_CMDAT_RESPONSE_R2);/serial_puts( SD carsd CID =R2= ); seria

5、l_dump_data(resp, 15);resp = mmc_cmd(3, 0, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);cardaddr = (resp4 8) | resp3; /发生3命令 来或者rcarca = cardaddr 6;/serial_puts(sd2_0=); serial_puts_hex(sd2_0);/serial_puts( SD carsd CSD Register =R2= ); serial_dump_data(resp, 16);OUTREG16(A_MSC_CLKRT(0), 0);resp =

6、mmc_cmd(7, rca, MSC_CMDAT_BUSY | MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);resp = mmc_cmd(55, rca, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);resp = mmc_cmd(6, 0x2, MSC_CMDAT_BUS_WIDTH_4BIT | MSC_CMDAT_RESPONSE_R1|MSC_CMDAT_BUSY, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);/应答类型R1b/while(!(INREG16(A_MSC_STAT(0)&(

7、12G）还是标准卡 其实也可以利用cmd9命令读取cds来判断 在sd就是这么做的#if 0serial_puts( OCR =R3= ); serial_dump_data(resp, 6);if (resp4& 0x80)serial_puts(nnMMC init oknn);/表示上电完成elseserial_puts(nnMMC init failnn);#endifresp = mmc_cmd(2, 0, MSC_CMDAT_RESPONSE_R2, MSC_CMDAT_RESPONSE_R2); /获取CID/serial_puts( CID CSD =R2= ); serial

8、_dump_data(resp, 16);resp = mmc_cmd(3, 0x10, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);/这个东西就很恶心了 在sd卡和mmc卡的参数不一样 mmc卡的参数是自己设定一个rca值 ，但是sd卡是通过回复值中读取rca，上面sd卡的初始化中有描述OUTREG16(A_MSC_CLKRT(0), 1);resp = mmc_cmd(7, 0x10, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);/设置新地址为有效地址 这样就进入了tarnsport mode

9、.只有发送了7号命令 还有设置位宽CMD6 才能发生正在的进行读写发生16 17 18等resp = mmc_cmd(6, 0x3b70101, MSC_CMDAT_BUS_WIDTH_4BIT|MSC_CMDAT_RESPONSE_R1|MSC_CMDAT_BUSY, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);/应答类型R1b，设置位宽 为4BIT模式resp = mmc_cmd(13, rca, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1, MSC_CMDAT_RESPONSE_R1);card_status = (resp4 24) | (resp3 16) | (resp2 8)

10、| resp1;serial_puts(mmc_cmd 13n);if(card_status & 0x900) != 0x900) /ready & tranreturn OPEN_CARD_INIT_CHECK_STATUS_ERROR;/对于mmc卡经常要加CMD13，不然经常会出现问题的，CMD13在发生玩cmd3后就可以随时发送while(!(INREG16(A_MSC_STAT(0)&(1cmd2 （读取cid）进入Ident状态 - CMD3（设置rca）进入stand state状态-cmd7进入transport状态 在这里还可以利用CMD6设置位宽的大小 sd不支持8BIT

11、 mmc支持当卡发生完CMD3后进入待机状态（stand-by state）,cmd7可以让卡进入transport状态，-SD卡调试关键点：1. 上电时要延时足够长的时间给SD卡一个准备过程，在我的程序里是5秒，根据不同的卡设置不同的延时时间。SD卡初始化第一步在发送CMD命令之前，在片选有效的情况下首先要发送至少74个时钟，否则将有可能出现SD卡不能初始化的问题。2. SD卡发送复位命令CMD0后，要发送版本查询命令CMD8，返回状态一般分两种，若返回0x01表示此SD卡接受CMD8,也就是说此SD卡支持版本2；若返回0x05则表示此SD卡支持版本1。因为不同版本的SD卡操作要求有不一样的

12、地方，所以务必查询SD卡的版本号，否则也会出现SD卡无法正常工作的问题。3. 理论上要求发送CMD58获得SD卡电压参数，但实际过程中由于事先都知道了SD卡的工作电压，因此可省略这一步简化程序。协议书上也建议尽量不要用这个命令。4. SD卡读写超时时间要按照协议说明书书上的给定值(读超时：100ms；写超时：250ms)，这个值要在程序中准确计算出来，否则将会出现不能正常读写数据的问题。我自己定义了一个计算公式：超时时间=(8/clk)*arg。5. 2GB以内的SD卡(标准卡)和2GB以上的SD卡(大容量卡)在地址访问形式上不同，这一点尤其要注意，否则将会出现无法读写数据的问题。如标准卡在读

13、写操作时，对读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10，表示对第16个字节以后的地址单元进行操作(前提是此SD卡支持偏移读写操作)，而对大容量卡读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10时，则表示对第16块进行读写操作，而且大容量卡只支持块读写操作，块大小固定为512字节，对其进行字节操作将会出错。6. 对某一块要进行写操作时最好先执行擦出命令，这样写入的速度就能大大提高。进行擦除操作时不管是标准卡还是大容量卡都按块操作执行，也就是一次擦除至少512字节。7. 对标准卡进行字节操作时，起始和终止必须在一个物理扇区内，否则将不能进行读写操作。实际操作过程中建议用块操作以提高效率。不管是标准卡还是大容

14、量卡一个读写命令只能对一个块进行操作，不允许跨物理层地址操作。8. 在写数据块前要先写入若干个dummy data字节，写完一个块数据时，主机要监测MISO数据线，如果从机处于忙状态这根数据线会保持低电平，这样主机就可以根据这根数据线的状态以决定是否发送下一个命令，在从机没有释放MISO数据线之前，主机绝对不能执行其他命令，否则将会导致写入的数据出错，而且从机也不会响应主机的命令。9. 在SPI模式下，CRC校验是被忽略的，但依然要求主从机发送CRC码，只是数值可以是任意值，一般主机的CRC码通常设为0x00或0xFF。读多块操作和写多块操作的传输停止形式不一样，读多块操作时用用命令CMD12

15、终止传输，而写多块操作时用Stop Tran Token(停止传输令牌，值为0xFD)终止传输。-1、初始化步骤：（1） 延时至少74clock，等待SD卡内部操作完成，在MMC协议中有明确说明。（2）CS低电平选中SD卡。（3）发送CMD0，需要返回0x01，进入Idle状态（4）为了区别SD卡是2.0还是1.0，或是MMC卡，这里根据协议向上兼容的原理，首先发送只有SD2.0才有的命令CMD8，如果CMD8返回无错误，则初步判断为2.0卡，进一步发送命令循环发送CMD55+ACMD41，直到返回0x00，确定SD2.0卡初始化成功，进入Ready状态，再发送CMD58命令来判断是HCSD还

16、是SCSD，到此SD2.0卡初始化成功。如果CMD8返回错误则进一步判断为1.0卡还是MMC卡，循环发送CMD55+ACMD41，返回无错误，则为SD1.0卡，到此SD1.0卡初始成功，如果在一定的循环次数下，返回为错误，则进一步发送CMD1进行初始化，如果返回无错误，则确定为MMC卡，如果在一定的次数下，返回为错误，则不能识别该卡，初始结束。（5）CS拉高。我们在读写的前面可以最好 读取下状态CMD13来检查状态位，判断上一次的命令是否传输完了2、读步骤：（1） 发送CMD17（单块）或CMD18（多块）读命令，返回0x00（2） 接收数据开始令牌0xfe（或0xfc）+正式数据512Byt

17、es + CRC校验2Bytes默认正式传输的数据长度是512Bytes，可用CMD16设置块长度。3、写步骤：（1） 发送CMD24（单块）或CMD25（多块）写命令，返回0x00（2） 发送数据开始令牌0xfe（或0xfc）+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes4、擦除步骤：（1） 发送CMD32，跟一个参数来指定首个要擦除的起始地址（SD手册上说是块号）（2） 发送CMD33,，指定最后的地址（3） 发送CMD38，擦除指定区间的内容此3步顺序不能颠倒。最后说一下我的一点体会：SD卡就是一个存储器，只不过用命令的方式来进行操作，我们只要掌握了各条命令及操作方式，就可以灵活

18、的操作SD卡了，另外我所了解的IC卡也是类似的原理，还有就是建议开始看MMC的协议，简单明了易懂些，有了对MMC卡的一些了解后看SD卡协议就容易多了。SD卡命令共分为12类，分别为class0到class11,不同的SDd卡，主控根据其功能，支持不同的命令集 如下Class0 :(卡的识别、初始化等基本命令集)CMD0:复位SD 卡.CMD1:读OCR寄存器.CMD9:读CSD寄存器.CMD10:读CID寄存器.CMD12:停止读多块时的数据传输CMD13:读 Card_Status 寄存器Class2 (读卡命令集):CMD16:设置块的长度CMD17:读单块.CMD18:读多块,直至主机发送CMD12为止 .Class4(写卡命令集) :CMD24