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一、硬件接口電路首先來(lái)看一下SD card的一個(gè)硬件應用電路，如下圖所示：SD卡有兩種工作模式，一個(gè)是spi接口模式，一個(gè)是SD模式，后者傳輸速率快些，這里討論SD模式；SD總線(xiàn)包含4個(gè)數據總線(xiàn)（SDIO0-SDIO3）,1個(gè)命令線(xiàn)（SDCMD）和一個(gè)同步時(shí)鐘SDCLK;圖上第10腳是卡檢測信號。這里需注意的是傳輸總線(xiàn)必須加上拉。數據總線(xiàn)不一定全部要用到，根據需求可以選擇數據總線(xiàn)個(gè)數。二、SD卡初始化過(guò)程SD卡的初始化過(guò)程，簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō)包括：1.主機reset所有掛在SD總線(xiàn)上的CARD. 2.確認卡的工作電壓范圍。3.獲取卡的RCA(相對地址)?？▌澐譃槭畟€(gè)工作狀態(tài)，分別是如下所示：初始化階段需要涉及前面四個(gè)狀態(tài)，即inactive state、idle 、ready、identification  state。 初始化狀態(tài)圖如下：SD卡是通過(guò)命令與host互動(dòng)的，主機發(fā)命令，sd卡接收到命令后返回相應的響應。所有命令和響應的傳輸都是在命令線(xiàn)上進(jìn)行的。剛上電時(shí)，host發(fā)送CMD0來(lái)reset所有的sd卡（不管當前處于什么狀態(tài)），使之進(jìn)入idle狀態(tài)。通過(guò)發(fā)送CMD8命令，告訴SD卡host提供的工作電壓范圍，若SD卡支持host提供的工作范圍，將在命令線(xiàn)上返回該值，可以說(shuō)明當前是ver2.0SD存儲卡。若SD卡不支持host提供的工作電壓范圍，它將沒(méi)有響應而繼續處在idle state。如果該卡沒(méi)有響應則是ver1.x。對于高容量SD存儲卡CMD8命令是必須的。接下來(lái)需要發(fā)送ACMD41來(lái)決定是否拒絕或者說(shuō)拋棄當前的SD卡（讓它們進(jìn)入inactive state），很明顯那些與host設計工作電壓范圍不匹配的卡將會(huì )遭此待遇。另外ACMD41命令的參數里面還包含了HCS位，即host capicity support，置1表示host支持高容量sd卡。對于高容量SD存儲卡，該位必須設為1，否則高容量卡響應中的busy 位不會(huì )置1，該busy位在OCR寄存器的第31位，是用來(lái)指示SD卡是否初始化完畢，即進(jìn)入ready state（busy bit is set to 1）。對于標準SD容量卡，HCS位設為0。要使的sd卡初始化完成并進(jìn)入ready狀態(tài)，不僅HCS位要設置正確，host還必須重復發(fā)送ACMD41命令，直到busy 位置1。ACMD41的響應中除了busy位，還有一個(gè)CCS位（card capcity status），當CCS = 1時(shí)，表示當前sd卡是高容量sd卡，CCS=0表示當前sd卡是標準容量sd卡。接著(zhù)host發(fā)送cmd2來(lái)獲取sd卡的一些出廠(chǎng)信息（CID），比如出廠(chǎng)序列號之類(lèi)的，這些信息也是通過(guò)命令響應的方式傳送給host，sd卡返回CID信息后就進(jìn)入identification state。發(fā)送cmd3使card傳送rca給host，rca是用來(lái)給sd卡編址的，用于后面的數據傳送。一旦獲取了rca，sd卡就進(jìn)入stand-by state。這個(gè)時(shí)候如果host想得到新的rca，再次發(fā)送cmd3即可。具體的初始化和卡識別流程如下圖：初始化注意事項：1、在初始化動(dòng)作之前，至少發(fā)送74個(gè)null clock ，否則可能會(huì )遇到初始化失敗。2、ACMD命令發(fā)送之前需要發(fā)送cmd55命令，告訴sd卡host接下來(lái)要發(fā)送ACMD類(lèi)型的命令，A表示application，初始化的時(shí)候cmd55命令參數中的rca使用默認的值0x0000，初始化之后必須是相應rca。3、整個(gè)初始化過(guò)程使用小于400KHZ時(shí)鐘，因為有的卡在初始化和識別階段對clock有限制，在數據傳送之前把clock調整即可。三、數據傳送從上圖可以很清晰地看到它的一個(gè)流程，進(jìn)入數據傳送模式開(kāi)始sd卡是處在Stand-by狀態(tài)的，此時(shí)可以發(fā)送命令獲取SD卡的一些信息，比如發(fā)送cmd9來(lái)計算sd卡的容量。要想進(jìn)入transfer狀態(tài)，我們必須通過(guò)CMD7先選中某一張卡，該命令的參數設為我們想要選中sd卡的RCA，即初始化階段得到的RCA。在同一個(gè)時(shí)刻，只能有一張卡處在transfer狀態(tài)，其他與cmd7命令攜帶參數（RCA）不匹配的卡會(huì )回到stand-by狀態(tài)。所以說(shuō)要選中某張卡，只要設置相應的RCA，而釋放一張卡，我們就設置與之不匹配的RCA(一般設為默認的值0x0000)。選中卡之后就進(jìn)入transfer state，這時(shí)我們可以發(fā)送acmd6設置數據傳輸的總線(xiàn)位寬，默認是1，注意此操作有兩個(gè)前提，一是處在transfer state ，二是當前卡沒(méi)有被lock。發(fā)送cmd17讀單快數據，cmd18讀多塊數據，cmd24寫(xiě)單塊，cmd25寫(xiě)多塊，這些命令都帶需要讀取數據的首地址。在對多塊進(jìn)行讀寫(xiě)的時(shí)，直到host發(fā)送cmd12才停止。對block寫(xiě)數據操作完成后，sd卡會(huì )進(jìn)入編程階段，sd卡是提供緩沖區的，也就是說(shuō)上一個(gè)block在編程時(shí)可以寫(xiě)下一個(gè)block數據。當緩沖區滿(mǎn)了，并且這是卡還在programming，這時(shí)DAT0數據線(xiàn)會(huì )被拉低，告訴host此時(shí)忙碌。四、程序程序是在ZSP200內核的DSP芯片上實(shí)現的，16位數據總線(xiàn)，60MH的奔跑速度。下面是調試代碼，還沒(méi)來(lái)及優(yōu)化，實(shí)現了block的讀寫(xiě)，在板子上驗證ok。[cpp] view plaincopy<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:12px;"></span>[cpp] view plaincopy<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:12px;">void sd_mmc_setup(){uint16 reg16_val;uint32 reg32_val;U8 i;SysReadAMBAReg((uint32)SYS_PWRPEN_REG,reg32_val);reg32_val |= (1L<<2);SysWriteAMBAReg((uint32)SYS_PWRPEN_REG,reg32_val);      //開(kāi)啟SD/MMC控制器sys_delay_ms(300L);mmc_write_reg(MMC_CAR_SEL, 0xdd);        // enable module, enable mmcclkmmc_write_reg(MMC_CRC_CTL, 0xd0);        // CRC circuit enablemmc_write_reg(MMC_CTL, 0x0b);            // 1bit,low speed(256KHZ),1/4 divider,auto transfer, mmc mode.//mmc_write_reg(MMC_INT_MASK, 0x7f);       // unmask all interruptfor (i = 0; i<10; i++)                   // at least 74 clock for setup{mmc_write_reg(MMC_IO,0x24);          // only 8 null clock generationmmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);while(reg16_val != 0x01){mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);}mmc_write_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);}myptf("sd_mmc_setup finished!\r\n");return;}U8 sd_write_cmd(U8 *cmd, BOOL b_resp){U8 i;uint16 reg16_val;uint32 addr = MMC_CMD_BUF4;for(i=0;i<5;i++){mmc_write_reg(addr, cmd[i]);addr -= 2;}if(b_resp == FALSE){mmc_write_reg(MMC_IO,0x04);     //auto only command enable}else if ((cmd == cmd2) || (cmd == cmd9)){mmc_write_reg(MMC_IO,0x54);     //auto command + response,enable get CID front command buffer[135:8]//mmc_write_reg(MMC_IO,0x0c);    //auto only response enable}/*else if (cmd == cmd24){mmc_write_reg(MMC_IO, 0x01);              //write data, trig transfer}*/else{mmc_write_reg(MMC_IO,0x44);     //auto command + response}/*wait and clear sdmmc CMD done interrupt*/mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);while(!(reg16_val & (1<<0))){mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);if ((reg16_val & (1<<6)) != 0)           //command or response timer out{mmc_write_reg(MMC_INT_CLR,0x40);    //clear interrupt;myptf("Send Cmd%d  Timerout!\r\n", cmd[0]-0x40);return 0;}}myptf("Interrupt Flag : %d\r\n", reg16_val);mmc_write_reg(MMC_INT_CLR,0x1);        //clear CMD done interrupt;return 1;}SD_RESPONSE_INFO get_response_info(void) //Only for 48 bit response{SD_RESPONSE_INFO res;uint16 reg16_val;uint32 reg32_val,addr;U8 i;addr = MMC_CMD_BUF3;mmc_read_reg(MMC_CMD_BUF4, reg16_val);myptf("res.cmd_index =%d\r\n", reg16_val);res.cmd_index = reg16_val;for (i=0; i<4; i++){reg32_val <<= 8;mmc_read_reg(addr, reg16_val);reg32_val |= reg16_val;addr -= 2;}res.card_status = reg32_val;myptf("res.card_status =%ld\r\n", reg32_val);mmc_read_reg(MMC_CRC_VAL, reg16_val);res.crc = reg16_val;return res;}BOOL sd_mmc_identify(){SD_RESPONSE_INFO resp;U16 reg16_val;U8 i;sd_write_cmd(cmd0,FALSE);       //set the card into idle statesd_write_cmd(cmd8,TRUE);        //verify the card operation condition;resp = get_response_info();CardType = 0; //ver2.0if ( (resp.cmd_index != 0x08)|| (resp.card_status != 0x15a) ){myptf("Erro Response for cmd8\r\n");CardType = 1;}myptf("Ready to Tansmit ACMD!\r\n");do{CMD55:sd_write_cmd(cmd55, TRUE);      //For Transmit ACMD;resp = get_response_info();if ((resp.card_status & (1L<<5)) != 0x20){goto CMD55;}if(CardType == 0)sd_write_cmd(acmd41_1, TRUE);elsesd_write_cmd(acmd41_0, TRUE);resp = get_response_info();if ( (resp.cmd_index != 0x3f)|| ((resp.card_status & 0x00ffffff) != 0xff8000) ){myptf("Unusable Card!\r\n");//return FALSE;}}while( (resp.card_status & (1L<<31)) == 0 ); //card is busy Wait for power up!myptf("SD Card Power On!\r\n");if ( !(resp.card_status & (1L<<30)) ){myptf("This is Standard Capacity SD Memery Card!\r\n");}else{myptf("This is High Capacity SD Memery Card!\r\n");}CMD2:sd_write_cmd(cmd2,TRUE);    //it makes card identification statemmc_read_reg(MMC_CMD_BUF15, reg16_val);if (reg16_val != 0x3f){goto CMD2;}myptf("Read CID...\r\n");CMD3:sd_write_cmd(cmd3,TRUE);    //get the card's RCA and change to standby state;resp = get_response_info();if (resp.cmd_index != 0x03){//myptf("Erro Response for cmd3!\r\n");goto CMD3;}card_addr = (U16)((resp.card_status & 0xffff0000) >> 16);card_state = (U16)(resp.card_status & 0x0000ffff);myptf("current card addr is %ld\r\n",card_addr);myptf("current card state is %ld\r\n",card_state);return TRUE;}BOOL read_cards_capacity(U16 rca){U16 reg16_val;U32 c_size;cmd9[1] = rca/256;cmd9[2] = rca%256;sd_write_cmd(cmd9, TRUE);mmc_read_reg(MMC_CMD_BUF15, reg16_val);if (reg16_val != 0x3f){myptf("Read Capacity Failed!\r\n");return FALSE;}mmc_read_reg(MMC_CMD_BUF7, reg16_val); //read c_zize valuec_size = reg16_val & 0x3f;c_size <<= 8;mmc_read_reg(MMC_CMD_BUF6, reg16_val);c_size |= reg16_val;c_size <<= 8;mmc_read_reg(MMC_CMD_BUF5, reg16_val);c_size |= reg16_val;card_capacity = ((c_size + 1) * 512) / 1024;return TRUE;}void card_select(U16 rca, BOOL sel)  //change between standby and transfer state;{SD_RESPONSE_INFO resp;cmd7[1] = 0x00;     //deselect card;cmd7[2] = 0x00;if (sel == TRUE)    //Select card{cmd7[1] = rca/256;cmd7[2] = rca%256;}CMD7:if (!(sd_write_cmd(cmd7, TRUE))){goto CMD7;}//get_response_info();}void set_bus_width(U8 wide)               // width = 0:1bit; width = 2: 4bit ;{acmd6[4] = wide;cmd55[1] = card_addr/256;cmd55[2] = card_addr%256;                 //note: cmd55's argument include rca;SETBUS:sd_write_cmd(cmd55, TRUE);                //For Transmit ACMD;//get_response_info();if (!(sd_write_cmd(acmd6, TRUE)))goto SETBUS;get_response_info();return;}void set_block_size(){sd_write_cmd(cmd16, TRUE);  // set block length 512 bytes;get_response_info();}void read_block(U32 addr, U8 block_cnt){U16 reg16_val;U32 reg32_val;U8 i,j;//SD_RESPONSE_INFO resp;//addr <<= 9;             // addr*521mmc_write_reg(MMC_buf_ctl, 0x9000);       //active fifo status,flush fifo,disable dma,read sd-card,wm-128if (block_cnt < 2)      //read single block{cmd17[1] = (U8)(addr>>24);cmd17[2] = (U8)((addr>>16) & 0xff);cmd17[3] = (U8)((addr>>8) & 0xff);cmd17[4] = (U8)(addr & 0xff);CMD17:if(!(sd_write_cmd(cmd17, TRUE))){goto CMD17;}get_response_info();mmc_write_reg(MMC_BYTE_CNTH, 0x02);               //transfer 512 bytesmmc_write_reg(MMC_IO, 0x03);                      //read data, auto transfer}else                                                  //read multi blockss{cmd18[1] = (U8)(addr>>24);cmd18[2] = (U8)((addr>>16) & 0xff);cmd18[3] = (U8)((addr>>8) & 0xff);cmd18[4] = (U8)(addr & 0xff);CMD18:if (!(sd_write_cmd(cmd18, TRUE))){goto CMD18;}//get_response_info();//sys_delay_ms(20L);                               //delay befor trig transfer orelse errommc_write_reg(MMC_BLOCK_CNT, block_cnt);         // set read block number;//mmc_write_reg(MMC_IO, 0xc0);mmc_write_reg(MMC_IO_MBCTL, 0x53);               // trig data transfer;}mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);while( !( reg16_val & ( 1<<0 ) ) )                  //wait for fifo full;{mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);}//myptf("FIFO Full\r\n");for(j=0; j<128*block_cnt; j++){/*mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);while( ( reg16_val & ( 1<<1 ) ) == 0x02 )              // fifo empty?{mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);myptf("fifo empty!\nPlease Wait...\r\n");}*/SysReadAMBAReg(MMC_DATA_BUF0, sd_rd_buf[j]);//for(i=0; i<50; i++);                           //delay for reading data else data erro appeared;}mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);               //wait for data transfer finishedwhile( (reg16_val & (1<<1)) != 0x02 ){mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);}myptf("Read Data Finished!\r\n");mmc_write_reg(MMC_INT_CLR,0x02);                  //clear interrupt;//mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);//myptf("fifo full?:%d\r\n", (reg16_val&0x01));//myptf("fifo Empty?:%d\r\n", (reg16_val&0x02));if (block_cnt > 1){while((reg16_val & (1<<4)) != 0x10){mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);}mmc_write_reg(MMC_INT_CLR,0x10);            //clear interrupt flag;myptf("Read Muliti Block Finished!\r\n");CMD12:if (!(sd_write_cmd(cmd12, TRUE))){goto CMD12;}}}void write_block(U32 addr, U8 block_cnt)        //block_cnt <65536{U16 reg16_val;U8 i,j;//SD_RESPONSE_INFO resp;//addr <<= 9;if (block_cnt < 2)                            //write single block{cmd24[1] = (U8)(addr>>24);cmd24[2] = (U8)((addr>>16) & 0xff);cmd24[3] = (U8)((addr>>8) & 0xff);cmd24[4] = (U8)(addr & 0xff);CMD24:if(!(sd_write_cmd(cmd24, TRUE))){goto CMD24;}//get_response_info();//sys_delay_ms(20L);mmc_write_reg(MMC_BYTE_CNTH, 0x02);       //transfer 512 bytesmmc_write_reg(MMC_buf_ctl, 0x9800);       //active fifo status,disable dma, write sd-card,mmc_write_reg(MMC_IO, 0x01);              //write data, trig transfer}else                                          //write multi block{cmd25[1] = (U8)(addr>>24);cmd25[2] = (U8)((addr>>16) & 0xff);cmd25[3] = (U8)((addr>>8) & 0xff);cmd25[4] = (U8)(addr & 0xff);cmd55[1] = card_addr / 256;cmd55[2] = card_addr % 256;acmd23[3] = block_cnt / 256;acmd23[4] = block_cnt % 256;ACMD23:sd_write_cmd(cmd55, TRUE);if(!(sd_write_cmd(acmd23, TRUE))){goto ACMD23;}CMD25:if(!(sd_write_cmd(cmd25, TRUE))){goto CMD25;}//get_response_info();//sys_delay_ms(20L);mmc_write_reg(MMC_BLOCK_CNT, block_cnt);   // set write block number;mmc_write_reg(MMC_buf_ctl, 0x9800);       //active fifo status,disable dma, write sd-card,mmc_write_reg(MMC_IO_MBCTL, 0x51);        // trig data transfer;}mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);while( !( reg16_val & ( 1<<1 ) ) )           //wait for fifo empty;{mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);}//myptf("FIFO Empty\r\n");for(j=0; j<128*block_cnt; j++){SysWriteAMBAReg(MMC_DATA_BUF0, sd_rd_buf[j]);//for(i=0; i<220; i++);/*mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);while((reg16_val & 0x01) == 0x01)              //fifo full?{myptf("fifo full!\nPlease Wait...\r\n");mmc_read_reg(MMC_buf_ctl, reg16_val);}*/}mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);         //wait for data transfer finishedwhile((reg16_val & (1<<1)) != 0x02 ){mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);}myptf("Interrupt Flag : %d\r\n", reg16_val);mmc_write_reg(MMC_INT_CLR,0x02);             //clear data done interrupt;myptf("Write Data finished!\r\n");if ( block_cnt > 1 ){while((reg16_val & (1<<4)) != 0x10)     //wait multi block done{mmc_read_reg(MMC_INT_CLR,reg16_val);}mmc_write_reg(MMC_INT_CLR,0x10);        //clear multi block done interrupt;myptf("Write multi block finished!\r\n");CMD12_1:if (!(sd_write_cmd(cmd12, TRUE)))       //End Data transfer;{goto CMD12_1;}get_response_info();}}void sd_mmc_initial(){sd_mmc_setup();if (sd_mmc_identify() == FALSE){myptf("sd card initial failed!\r\n");}else{myptf("sd card initial succesful!\r\n");if ( read_cards_capacity(card_addr) == TRUE ){myptf("current card capacity is: %ldM\r\n", card_capacity);}card_select(card_addr, TRUE);set_bus_width(BUS_4_BIT);             // set transfer data bus;set_block_size();mmc_write_reg(MMC_CTL,0xc3);          // 4bit data,high speed(30M),1/2 divider,auto transfer, mmc mode.mmc_write_reg(MMC_IO_MBCTL, 0x50);    // timer out scal}}</span>/*測試代碼*/[cpp] view plaincopyU8 cmd0[5]={0x40,0x00,0x00,0x00,0x00};U8 cmd2[5]={0x42,0x00,0x00,0x00,0x00};U8 cmd3[5]={0x43,0x00,0x00,0x00,0x00};U8 cmd7[5]={0x47,0x00,0x00,0x00,0x00};U8 cmd8[5]={0x48,0x00,0x00,0x01,0x5a};     // 2.7-3.6V; use‘10101010b’for the‘check pattern’U8 cmd9[5]={0x49,0x00,0x00,0x00,0x00};U8 cmd12[5]={0x4c,0x00,0x00,0x00,0x00};    // stop transfer command;U8 cmd16[5]={0x50,0x00,0x00,0x02,0x00};    // set block length 512 bytes;U8 cmd17[5]={0x51,0x00,0x00,0x00,0x00};    // read single block;U8 cmd18[5]={0x52,0x00,0x00,0x00,0x00};    // read multi block;U8 cmd24[5]={0x58,0x00,0x00,0x00,0x00};    // write single block;U8 cmd25[5]={0x59,0x00,0x00,0x00,0x00};    // write single block;U8 cmd55[5]={0x77,0x00,0x00,0x00,0x00};U8 acmd6[5]={0x46,0x00,0x00,0x00,0x00};    // set transfer data busU8 acmd23[5]={0x57,0x00,0xff,0x80,0x00};U8 acmd41_1[5]={0x69,0x40,0xff,0x80,0x00}; // HCS =1; voltage range 2.7-3.6V;U8 acmd41_0[5]={0x69,0x00,0xff,0x80,0x00}; // HCS =0; voltage range 2.7-3.6V;typedef struct{U8 cmd_index;uint32 card_status;U8 crc;}SD_RESPONSE_INFO;uint16 card_addr;uint16 card_state;U8 CardType;U32 card_capacity;U32 sd_rd_buf[1024]={0};U32 sd_write_buf[512]={0};[cpp] view plaincopy[cpp] view plaincopyvoid main()[cpp] view plaincopy{[cpp] view plaincopysd_mmc_initial();while(1){sys_wdtrestart();read_block(153600, 8);//read_block(153601, 3);           //31760//read_block(300, 3);             //30760*512//read_block(30, 1);           //30*512for(j=0; j<128; j++){myptf("sd_rd_buf[%d] = %ld\r\n", j, sd_rd_buf[j]);}write_block(153605, 1);write_block(153606, 8);//write_block(153609, 3);//read_block(153604, 3);/*for(j=0; j<384; j++){myptf("sd_rd_buf[%d] = %ld\r\n", j, sd_rd_buf[j]);}*///while(1);}[cpp] view plaincopy}就分析到這里，有分析不對的地方請博友們指正，愿意同大家交流。