基本概念

存儲卡有很多種類，CF卡、記憶棒、SD卡、XD卡、MMC卡、MS卡、TF卡、MicroSD卡等。平時最常見的有SD卡和MicroSD卡兩種， SD卡和MicroSD只是兩張卡的大小不同，規格版本是完全相同的，均由SD卡協會推出。

SD卡有不少規范，常用包含存儲空間和存儲速度兩種，廠商會把滿足的規范的圖標印在卡面上，所以通過卡上有的規格，就能很快判斷出這張卡的容量、類型和最低速度，甚至適用場景。

容量

SD	早期版本現在已經基本停用，最高容量2GB，分區格式為FAT12（FAT）或FAT16
DHC	SDHC：技術很成熟的種類，容量為4GB-32GB，分區格式為FAT32。
SDXC	SDXC：目前市場存儲卡的主流，容量為64GB-2TB，分區格式為exFAT。
SDUC	新推出的版本，容量為2TB-128TB，分區格式為exFAT。

速度分級

Class 2 大于等于2MB/s
Class 4 大于等于4MB/s
Class 6 大于等于6MB/s
Class 10 大于等于10MB/s

UHS總線模式

UHS-I	最大讀取速度104MB/s
UHS-II	最大讀取速度312MB/s
UHS-III	最大讀取速度624MB/s
SD Express I	最大讀取速度985MB/s

UHS速度等級

U1	最低寫入速度10M/S
U3	最低寫入速度30M/S

舉例

總線模式

SD模式

SPI模式

引腳對應

SD卡寄存器

上電時序要求

SD卡在上電要求250ms內電壓必須要達到要求的最小電壓值，并且至少需要保持74個SD卡時鐘周期以保證CMD線變為高電平，SPI模式下則要求CS信號線在至少74個CLK時鐘保持高電平

控制協議（以SD模式舉例）

command

command共包含6個字節

Response

Response 包含不同的種類，不同種類的長度不一樣

SD卡協議規定了不同的Command對應的Response

Data

命令控制時序

塊讀取時序

塊寫入時序

工作模式

SD卡根據上電后默認為SD卡模式，后所接收的指令來決定是否切換為SPI模式，SPI模式屬于SD卡控制的附加模式

切換方式：在CS引腳為低電平條件下向SD卡發送CMD0 (復位指令)，返回R1寄存器狀態OK表示切換完成

退出方式：一旦切換為SPI模式，無法退回至SD模式，除非重新上電

兩種工作模式各有優劣

SD模式: 速率更高，線路多，通信較為復雜

SPI模式：速率相對較低，更加通用，線路少，控制簡單

SD模式

SD模式下的SD卡初始化流程

最重要的是ACMD41和CMD8命令及其結果返回

注意事項：初始化前應當考慮將SD卡的時鐘線頻率配置在400kHz以下，初始化完成后再恢復時鐘頻率

SPI模式

SPI模式下的初始化與SD模式相差無幾，

1、SPI模式下需要先控制SD卡進入到SPI模式

2、SPI模式下的命令/返回/時序等要求與SD模式都存在區別，需要區別對待

3、初始化流程中ACMD41/CMD8命令最為重要

ACMD41返回

CMD8返回

SPI模式驅動舉例

SPI時序要求

發送命令時序

時序中存在不確定的等待周期，如NCS NEC等，因此包含NCR在內的等待過程都需要設置重試等待機制，推薦使用

do while方式進行編程實現

塊讀取

對于讀到的數據而言，其包含以下結構，首字節為0xFE, 中間數據為塊大小數據，最后為2byte的CRC校驗值

塊寫入時序

參考資料：home - SD Association