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2023年12月15日发(作者：)

SD卡操作

一、概述

1、简介

SD卡是基于flash的存储卡。

SD卡和MMC卡的区别在于初始化过程不同。

SD卡的通信协议包括SD和SPI两类。

SD卡使用卡内智能控制模块进行FLASH操作控制，包括协议、安全算法、数据存取、ECC算法、缺陷处理和分析、电源管理、时钟管理。

2、功能介绍

1) ** 特点

主机无关的FLASH内存擦除和编程

读或写数据，主机只要发送一个带地址的命令，然后等待命令完成，主机无需关心具体操作的完成。当采用新型的FLASH时，主机代码无需更新。

2) 缺陷管理

3) 错误恢复

4) 电源管理

Flash每个扇区有大约10万次的写寿命，读没有限制。

擦除操作可以加速写操作，因为在写之前会进行擦除。

3 SD总线模式

** Negotiating Operation Conditions

当主机定义了SD卡不支持的电压范围时，SD卡将处于非活动状态，将忽略所有的总线传输。要退出非活动状态唯一的方法就是重新上电。

** SD卡获取和识别

SD卡总线采用的是单主多从结构，总线上所有卡共用时钟和电源线。主机依次分别访问每个卡，每个卡的CID寄存器中已预编程了一个唯一的卡标识号，用来区分不同的卡。

主机通过READ_CID命令读取CID寄存器。CID寄存器在SD卡生产过程中的测试和格式化时被编程，主机只能读取该号。

DAT3线上内置的上拉电阻用来侦测卡。在数据传输时电阻断开(使用 ACMD42)。

** 卡状态

卡状态分别存放在下面两个区域：

卡状态（Card Status），存放在一个32位状态寄存器，在卡响应主机命令时作为数据传送给主机。

SD状态（SD_Status），当主机使用SD_STATUS（ACMD13）命令时，512位以一个数据块的方式发送给主机。SD_STATUS还包括了和BUS_WIDTH、安全相关位和扩展位等的扩展状态位。

** 内存组织

数据读写的基本单元是一个字节，可以按要求组织成不同的块。

Block:块大小可以固定，也可以改变，允许的块大小是实际大小等信息存储在CSD寄存器。

Sector:和擦除命令相关，由几个块组成。Sector的大小对每个设备是固定的，大小信息存储在CSD寄存器。

WP Group:写保护单位。大小包括几个group，写保护由一位决定，对每个设备大小是固定的，存储在CSD寄存器。

** 读写操作

Single Block Mode:主机根据事先定义的长度读写一个数据块。由发送模块产生一个16位的CRC校验码，接受端根据校验码进行检验。读操作的块长度受设备sector大小 (512

bytes)的限制，但是可以最小为一个字节。不对齐的访问是不允许的，每个数据块必须位于单个物理sector内。写操作的大小必须为sector大小，起始地址必须与sector边界对齐。

Multiple Block Mode:主机可以读写多个数据块（相同长度），根据命令中的地址读取或写入连续的内存地址。操作通过一个停止传输命令结束。写操作必须地址对齐。

** 数据传输速率

SD卡可以通过单数据线（DAT0）或四根数据线（DAT0-DAT3）进行数据传输。单根数据线传输最大传输速率为25 Mbit/s，四根数据线最大传输速率为100 Mbit/s。

** 数据保护

每个sector的数据通过Error Correction Code (ECC)进行保护。在写sector时生成ECC，在读sector时检验ECC。如果发现错误，在传输前进行纠正。

**数据擦除

SD卡数据擦除的最小单位是sector。为了加速擦除操作，多个sector可以同时擦除。为了方便选择，第一个指令包含起始地址，第二个指令包含结束地址，在地址范围内的所有sector将被擦除。

** 写保护

两种写保护方式可供选择，永久保护和临时保护，两种方式都可以通过PROGRAM_CSD指令进行设置。永久保护位一旦设置将无法清除。

** 拷贝位

通过CSD寄存器中的拷贝位（copy bit）设置SD卡中的数据是原始数据还是拷贝数据。拷贝位一旦设置，将无法清除，在测试和格式化时使用。

** CSD寄存器

所有SD卡的配置信息存储在CSD寄存器。通过SEND_CSD读取，PROGRAM_CSD修改。

4 SPI模式

二、 SD卡接口描述

1 引脚和寄存器

主机通过9个引脚和SD卡相连

** SD模式引脚

扩展数据线(DAT1-DAT3)上电后为输入，SET_BUS_WIDTH命令执行后作为数据线。即使只有DAT0使用，所有数据线都和外部上拉电阻连接，否则DAT1 & DAT2（如果未被使用）的振荡输入将引起非期望的高电流损耗。

上电后，数据线输入50K(+/-20K)欧姆的上拉（用来进行卡侦测和SPI模式选择）。用户可以在常规数据传输时，通过SET_CLR_CARD_DETECT (ACMD42)命令分离上拉。

** SPI模式引脚

** 寄存器

名称

CID

RCA

宽度描述

128

卡标识号

相对卡地址（Relative card address）:本地系统中卡的地址，动态变化，在主机初始化的时候确定

*SPI模式中没有

卡描述数据:卡操作条件相关的信息数据

SD配置寄存器:SD卡特定信息数据

操作条件寄存器

CSD

SCR

OCR

128

主机通过重新上电来重置（reset）卡。卡有它自身检测上电的电路，当上电后卡状态切换到idle状态。也可以通过GO_IDLE (CMD0)指令来重置。

2 SD卡总线拓扑

SD总线有6根通信线和三根电源供应线：

 CMD——命令线是双向信号线。主机和卡通过push pull 模式工作。

 DAT0-3——数据线是双向信号线。主机和卡通过push pull 模式工作。

 CLK——时钟是从主机到卡的信号。CLK通过push pull 模式操作。



VDD—VDD是所有卡的电源供应线。



VSS[1:2]—VSS是2根地线。

在初始化的时候，向每个卡分别发送命令，允许应用检测卡并给物理槽（physical slot）分配逻辑地址。数据通常分别传输给每个卡。然后，为了方便处理卡堆栈，初始化后所有命令同时发送给所有卡，在命令数据包中包含了操作地址。

SD总线允许动态配置数据线数目。上电后默认SD卡只用DAT0作为数据传输线。初始化后，主机可以改变总线宽度。这个特性使得在硬件开销和系统性能间取得平衡。

3 SPI总线拓扑

4 电气接口

** 上电

上电后，包括热插入，卡进入idle状态。在该状态SD卡忽略所有总线操作直到接收到ACMD41命令。ACMD41命令是一个特殊的同步命令，用来协商操作电压范围，并轮询所有的卡。除了操作电压信息，ACMD41的响应还包括一个忙标志，表明卡还在power-up过程工作，还没有准备好识别操作，即告诉主机卡还没有就绪。主机等待(继续轮询)直到忙标志清除。单个卡的最大上电时间不能操作1秒。

上电后，主机开始时钟并在CMD线上发送初始化序列，初始化序列由连续的逻辑“1”组成。序列长度为最大1毫秒，74个时钟或supply-ramp-up时间。额外的10个时钟(64个时钟后卡已准备就绪)用来实现同步。

每个总线控制器必须能执行ACMD41和CMD1。CMD1要求MMC卡发送操作条件。在任何情况下，ACMD41或CMD1必须通过各自的CMD线分别发送给每个卡。

5 寄存器

** OCR(Operating Conditions Register)

32位的操作条件寄存器存储了VDD电压范围。SD卡操作电压范围为2~3.6V。然而从内存中访问数据的电压是2.7~3.6V。OCR显示了卡数据访问电压范围，结构如下表所示。

表3-8 OCR寄存器定义

OCR位

0-3

VDD电压范围

保留

**~1.7

**~1.8

**~1.9

**~2.0

**~2.1

**~2.2

**~2.3

**~2.4

**~2.5

**~2.6

**~2.7

**~1.8

**~2.9

**~3.0

**~3.1

**~3.2

**~3.3

**~3.4

**~3.5

**~3.6

保留

卡上电状态位(忙)

24-30

OCR结构如下图所示。如果第32位（busy bit）置位，表明卡上电过程已结束。

** CID(Card Identification)

CID寄存器长度为16个字节的卡唯一标识号，该号在卡生产厂家编程后无法修改。SD和MMC卡的CID寄存器结构不一样。

名称类型宽度

CID位内容 CID值

厂商ID

Binary 8

[127:120]

SD卡协会管理和分配

0x03

OEM/Application ASCII

ID(OID)

产品名（PNM）

ASCII

产品版本（PRV）

BCD

[119:104]

识别卡的OEM或卡内容，由制0x53,0x44

造商分配

[103:64]

[65:56]

5个ASCII字符

2个二进制编码的十进制数

SD128

产品版本（30）1

序列号(PSN)

保留

Binary

[55:24]

[23:20]

[19:8]

32位无符号整数

yym（从2000年的偏移量）

产品序列号

如:Apr 生成日期(MDT)

BCD

2001=0x014

CRC7校验和Binary

(CRC)

7 [7:1]

CRC Calculation: G(x)=x7+3+1

M(x)=(MID-MSB)*x119+...+(CIN-LSB)*x0

0]=Remainder[(M(x)*x7)/G(x)]

CRC7

未用

1 [0:0]

1、格式为“n.m”，如“6.2”表示为0110 0010

** CSD(Card Specific Data)

CSD寄存器包含访问卡数据所需的配置信息。SD卡和MMC卡的CSD不同。

6 数据交互格式和卡容量

通常，SD卡分为2个区：

 用户区—用户通过读写命令存储安全和非安全数据。

 安全保护区（Security Protected Area）—版权保护应用程序用来保存安全相关数据，通过SD安全规范中定义的条件验证后，由主机使用安全的读写指令完成操作。安全保护区的大小大概是总大小的1%。

三、 SD卡协议

1 SD总线协议

SD总线通信是基于命令和数据位流方式的，由一个起始位开始，以一个停止位结束：

命令——命令是开始开始操作的标记。命令从主机发送一个卡（寻址命令）或所有连接的卡（广播命令）。命令在CMD线上串行传送。

响应——响应是从寻址卡或所有连接的卡（同步）发送给主机用来响应接受到的命令的标记。命令在CMD线上串行传送。

数据——数据可以通过数据线在卡和主机间双向传送。

卡寻址通过会话地址方式实现，地址在初始化的时候分配给卡。SD总线上的基本操作是command/response。

数据传送采用块方式，数据块后接CRC校验位，操作包括单数据块和多数据块。多数据块更适合快速写操作，多数据块传输当在CMD线出现停止命令时结束。数据传输可以在主机端设置采用单数据线或多数据线方式。

块写操作在DAT0数据线写操作期间使用忙信号，无论用来传输的信号线数目是多少。

命令格式如下所示：

响应标记（token）根据内容不同具有四种格式，标记长度。长度为48位或136位。数据块的CRC算法采用16位的CCITT多项式。

在命令行中，MSB位首先传送，LSB位最后传送。

当使用宽总线模式时，数据同时在4根数据线上传输。开始位、结束位和CRC在每根数据线上传送。CRC对每根数据线单独计算。CRC状态响应和Busy信号只通过DAT0由卡发送给主机。

2 协议功能描述

所有主机和SD卡间的通信由主机控制。主机发送下述两类命令：

 广播命令——广播命令发送给所有SD卡，有些命令需要响应。

 寻址（点对点）命令——寻址命令只发送给具有相应地址的卡，并需要从卡返回一个响应。

对卡而言也有两类操作：

 卡识别模式——在重置（reset）后当主机查找总线上的新卡时，处于卡识别模式。重置后SD卡将始终处于该模式，直到收到SEND_RCA命令（CMD3）。

 数据传输模式——一旦卡的REC发布后，将进入数据传输模式。主机一旦识别了所有总线上的卡后，将进入数据传输模式。

操作模式与卡状态关系：

3 卡识别模式

在卡识别模式，主机重置所有处于卡识别模式的SD卡，检验操作电压范围，识别卡并请求卡发送相对卡地址RCA。操作对每个卡在各自的CMD线上单独进行，所有的数据传送只使用CMD线。

** 重置

GO_IDLE_STATE(CMD0)是软件重置命令，设置每个SD卡进入Idle状态。处于Inactive状态的卡不受此命令影响。

主机上电后，所有SD卡进入Idle状态，包括处于Inactive状态的卡。至少74个时钟周期后才能开始总线传输。

上电或CMD0后，所有SD卡的命令线处于输入模式，等待下一个命令的起始位。卡通过一个默认的相对卡地址RCA（RCA=0x0000）和默认驱动寄存器设置（最低速，最高驱动电流）初始化。

** 操作电压范围验证

SD的物理规范标准要求所有SD卡能通过最小和最大供电电压间的任何电压和主机建立通信。然而，数据传输时的最小和最大电压值在操作条件寄存器OCR中定义，可能并不能覆盖所有的电压范围。SD卡主机希望通过读取卡的OCR寄存器获取合适的电压值或弹出卡。

SD卡

** 卡识别过程

在识别时钟速率fOD下主机开始卡识别过程。SD卡的CMD线输出驱动是push-pull驱动。

总线激活后，主机要求卡发送它们的有效操作条件（ACMD41 preceding with APP_CMD—CMD55 with RCA=0x0000）。ACMD41命令的响应是卡的操作条件寄存器。相同的命令将发送给系统中所有的卡。不兼容的卡将进入Inactive状态。主机然后发送命令ALL_SEND_CID（CMD2）到每个卡以获取每个卡的唯一标识CID号。未识别的卡通过CMD线发送CID号作为响应。当卡发送CID号后，进入识别状态（Identification State）。此后，主机发送CMD3（SEND_RELATIVE_ADDR）要求卡发布一个新的相对卡地址RCA，地址比CID短，在以后的数据传输模式中用来寻址卡。一旦获得RCA后，卡状态变成就绪状态（Stand-by state）。此时，如果主机要求卡换成其他的RCA号，可以通过发送另一个SEND_RELATIVE_ADDR命令给卡，要求发布一个新的RCA，最后发布的RCA是实际使用的RCA。主机对系统中的每个卡重复识别过程。

所有的SD卡初始化完以后，系统将开始初始化MMC卡（如果有的话），使用MMC卡的CMD2和CMD3。

4 数据传输模式

直到主机知道所有CSD寄存器的内容，fpp时钟速率必须保持在fOD,因为一些卡有操作频率限制。主机发送SEND_CSD（CMD9）获取卡定义数据（Card Specific Data，CSD寄存器），如块大小、卡存储容量、最大时钟速率等。

CMD7用来选择一个卡并将它置于传输状态（Transfer state），在任何时间只能有一个卡处于传输状态。如果已有一个卡处于传输状态，它和主机的连接将释放，并返回到Stand-by状态。当CMD7以保留相对地址“0x0000”发送时，所有卡将返回到Stand-by状态。这可以用来识别新的卡而不重置其他已注册的卡。在这种状态下已有一个RCA地址的卡不响应识别命令（ACMD41,CMD2,CMD3）。

注意：当卡接收到一个带有不匹配RCA的CMD7时，卡将取消选中。在公用CMD线时，选中一个卡时将自动不选中其他卡。因此，在SD卡系统中，主机具有如下功能：

 初始化完成后，在公用CMD线时，不选中卡是自动完成的。

 如果使用单独的CMD线，需要关注不选中卡的操作

在主机和选择的SD卡之间的所有数据通信是点对点的方式。所有寻址命令都需要响应。

不同数据传输模式的关系如图4-8所示，使用如下步骤：

 所有读数据命令可以在任何时候通过停止命令（**mand,CMD12）中止。数据传输将中止，卡回到传输状态（Transfer State）。读命令有：块读命令（CMD17），多块读命令（CMD18），发送读保护（CMD30），发送scr(ACMD51)，以及读模式的通用命令(CMD56)。

 所有写数据命令可以在任何时候通过停止命令（**mand,CMD12）中止。在不选中卡命令CMD7

前写命令必须停止。写命令有：块写命令 (CMD24 and CMD25), 写CID (CMD26), 写CSD(CMD27), lock/unlock 命令(CMD42) 以及写模式通用命令(CMD56)。

一旦数据传输完成，卡将退出数据写状态并进入Programming State(传输成功)或Transfer State（传输失败）。

 如果一个快写操作停止，而且最后一块块长度和CRC是有效的，那么数据可以被操作（programmed）。

 卡可能提供块写缓冲。这意味着在前一块数据被操作时，下一块数据可以传送给卡。如果所有卡写缓冲已满，只要卡在Programming State，DAT0将保持低电平（BUSY）。

 写CSD、CID、写保护和擦除时没有缓冲。这表明在卡因这些命令而处于忙时，不再接收其他数据传输命令。在卡忙时DAT0保持低电平，并处于Programming State。实际上如果CMD和DAT0线分离，而且主机占有的忙DAT0线和其他DAT0线分开，那么在卡忙时，主机可以访问其他卡。

 在卡被编程（programming）时，禁止参数设置命令。参数设置命令包括：设置块长度（CMD16），擦除块开始(CMD32)和擦除块结束（CMD33）。

 卡在操作时不允许读命令。

 使用CMD7指令把另一个卡从Stand-by状态转移到Transfer状态不会中止擦除和编程（programming）操作。卡将切换到Disconnect状态并释放DAT线。

 使用CMD7指令可以不选中处于Disconnect状态的卡。卡将进入Programming状态，重新激活忙指示。

 使用CMD0或CMD15重置卡将中止所有挂起和活动的编程（programming）操作。这可能会破坏卡上的数据内容，需要主机保证避免这样的操作。

** 宽总线选择/不选择

宽总线（4位总线宽度）操作模式通过ACMD6选择和不选择。在上电后或GO_IDLE（CMD0）命令后默认的总线宽度是1位。ACMD6命令只在“tran

state”有效，即只有在卡选中后（CMD7）总线宽度才能修改。

** 读数据格式

DAT总线在没有数据传输时处于高电平。一个传输数据块包含一个起始位（LOW），接着连续的数据流。数据流包含有效数据（如果使用了ECC了还包括错误纠正位）。数据流以一个结束位（HIGH）结束。数据传输和时钟信号同步。

以块传输的有效数据包含CRC校验和。产生多项式是标准 CCITT多项式。

xxx1

采用了缩短的BCH码，d=4，有效数据长度最长为2048字节。CRC校验和对每个DAT线单独计算并附加在每个数据块后。在宽总线模式操作（DAT0-DAT3）中，16位的CRC校验对每个DAT分别计算。

数据块读

传输的基本单位是数据块，最大尺寸在CSD中定义（READ_BL_LEN）。开始和结束地址完全包含在一个物理数据快（如READ_BL_LEN定义）中的较小的块也可以传递。CRC附加在每个数据块的尾部用来保证数据传输的完整性。CMD17（READ_SINGLE_BLOCK）开始一个块读操作，然后传输完成后进入Transfer状态。CMD18(READ_MULTIPLE_BLOCK)开始连续的块传输，直到停止命令。停止命令有一个执行延迟。在停止命令最后一位发送完以后数据传输停止。

如果主机使用累计长度不是块对齐的部分块，在第一个不对齐块的开始，卡会发现一个块未对齐错误，在状态寄存器中设置ADDRESS_ERR错误，中止传输并等待（在Data状态）停止命令。

16125** 数据写格式

数据写传输格式类似于读格式。对于以块为单位的写数据传输，CRC检验位附加到每个数据块。卡的每根数据线在接收到数据并在写操作前，执行CRC校验。

数据块写

数据块写（CMD24-27,42,56(W)）,一个或多个数据块从主机发送给卡，主机在每个数

据块后附加CRC校验。数据块长度WRITE_BL_LEN（512B）。如果CRC校验失败，卡将在DAT数据线上指示错误。传输的数据将被抛弃，而且后续传输的数据块（在多数据块写模式）也都会被忽略。

多数据块写命令比连续的单数据块写命令速度快。不允许部分块写（小于512B）。

当主机试图在写保护区域写数据时写操作将中止。在这种情况下，卡在状态寄存器设置WP_VIOLATION位，并忽略所有后续数据传输，并在Receive-data状态下等待停止命令。

对CID和CSD寄存器进行编程操作不需要实现设置块长度，传输的数据也是CRC保护的。如果CSD或CID寄存器一部分存储于ROM中，那么不可改变部分必须和接收缓冲中的相应部分内容保持一致。如果匹配失败，卡将报告一个错误，而且不改变任何寄存器内容。

接收到一个数据块并完成CRC校验后，卡将开始写，如果写缓冲满而且不能从一个新的WRITE_BLOCK命令接收新数据时， DAT0线保持为低电平。任何时候主机都可以通过SEND_STATUS(CMD13)命令获取卡的状态。状态位READY_FOR_DATA指示卡是否可以接收新数据或写操作还在进行中。主机通过CMD7（选中另一个卡）不选中卡，这个操作可以把卡的状态编程Disconnect并释放DAT线而不中断写操作。当不选中卡时，如果编程还在进行而且写缓冲不可用时，将通过下拉DAT为低电平来重新激活忙信号。实际上，主机通过interleaving可以实现多个卡同时写操作，interleaving过程可以通过在卡忙时访问其他卡实现。

预擦除设置优先于多数据块写操作

设置多个写数据块的预擦除（ACMD23）可以使得接下来的多个数据块写操作比没有预先执行ACMD23的相同操作更快。主机可以通过该命令设置多少个数据块将在接下来的写操作中发送。如果在所有数据块发送给卡时中止了写操作（使用停止传输命令），残余写数据块的内容(指要写入新内容的数据块？)将变得不确定（可能已擦除或还是原来的数据）。如果主机发送了超过ACMD23中定义的数据块数目的数据，卡将逐个擦除数据块（在收到新数据时）。多数据块写操作完成后值将重新设置为默认值1。

建议在CMD25命令前使用该命令以加速写操作。如果需要预擦除主机在写命令前发送ACMD23。如果不发送ACMD23命令，设置的预擦除数将在其他指令执行时自动清除。

发送写数据块数目

系统使用管道机制进行数据缓冲管理，有时候在多数据块写操作过程中发生错误，使

得无法确定哪一个数据块是最后成功写入的数据块。卡可以把正常写入的数据块数（the

number of well-written blocks）作为对命令ACMD22的响应。

擦除

同时擦除多个写数据块可以提高数据吞吐量。通过ERASE_WR_BLK_START(CMD32)和ERASE_WR_BLK_END(CMD33)实现写数据块的识别。

主机必须严格按照下列的命令操作顺序：ERASE_WR_BLK_START，RASE_WR_BLK_END，and ERASE (CMD38)。

如果不按顺序接收到擦除指令（CMD38）或地址设置指令（CMD32,33），卡将在状态寄存器中设置ERASE_SEQ_ERROR位，并重置整个顺序（sequence）。

如果接收到一个不顺序的命令（除了SEND_STATUS），卡将在状态寄存器设置ERASE_RESET状态位，重置擦除顺序和执行最后的命令。

如果擦除范围包括写保护扇区，将不被擦除，擦除命令只擦除无保护的扇区。状态寄存器的WP_ERASE_SKIP位将设置。

地址设置命令中的地址是以字节为单位的块写地址。卡将忽略所有小于WRITE_BLK_LEN（CSD）LSB（最低有效位）。

如上所述的块写操作，卡通过保持DAT0为低电平指示擦除操作正在进行中。实际的擦除操作时间可能会很长，主机可以通过CMD7不选中卡或执行卡断开操作。

卡上擦除操作后的数据为“0”或“1”，由卡制造商确定。SCR寄存器的DATA_STAT_AFTER_ERASE(bit55)定义了是“0”或“1”。

** 写保护管理

写保护方法如下：

 机械写保护开关（由主机负责）

 卡内部写保护（由卡负责）

 密码保护锁操作

** 机械写保护开关

** 卡内部写保护

** 密码保护锁操作

5 时钟控制

SD卡主机可以使用SD卡总线时钟信号设置卡进入节能模式或控制总线上的数据流。主机可以降低时钟频率或直接关闭。

SD卡主机必须遵循下列约束：

 总线频率可以在任何时候改变（满足最大和最小值的约束）。

 ACMD41(SD_APP_OP_COND)是一个例外。发送ACMD41命令后，主机将执行下面步骤1和步骤2直到卡进入就绪状态：

1) 持续发送100KHZ-400KHZ之间的时钟频率。

2) 如果主机要停止时钟，通过ACMD41命令以小于50ms的间隔设置busy位。

6 CRC

7 错误条件

** CRC和非法命令

8 命令

** 卡类型

共有四类用来控制SD卡的命令：

 广播命令（bc），无响应——广播命令只有在所有CMD线一起连接到主机时才能使用。如果分开连接，那么每个卡将单独接收命令。

 带响应的广播命令（bcr）——所有卡同时响应。因为SD卡没有开漏模式，这个命令只有在所有的CMD线分开时采用使用。该命令将被每个卡分别接收和响应。（OPEN DRAIN输出只能做输出口，当外部无上拉电阻时，该口为高阻状态。只有外部有上拉电阻时，才有可能输出高或低的电平。）

 寻址（点对点）命令（ac）——DAT上没有数据传输。

 寻址（点对点）数据传输命令（adtc）——DAT上传输数据。

所有的命令和响应通过CMD线传输。

** 命令格式

命令长度48位，1.92us@25MHZ

起始位

host

bit 0

命令

bit 0

参数

bit 0

CRC7

end bit

7-bit CRC 计算: G(x) = x7 + x3 + 1

M(x) = (start bit)x39 + (host bit)x38 +...+ (last bit before CRC)x0

0] = 余数[(M(x)x7)/G(x)]

** 命令分类

SD卡命令集分为几个类，每个类支持一个卡功能集合操作。

支持命令

基本

保留

读块

保留

写块

擦除

写保护

7 8 9-11

保留锁应用

CMD0

CMD2

CMD3

CMD4

CMD7

CMD9

CMD10

CMD12

CMD13

CMD15

CMD16

CMD17

CMD18

CMD24

CMD25

CMD27

CMD28

CMD29

CMD30

CMD32

CMD33

CMD38

CMD42

CMD55

CMD56

ACMD6

ACMD13

ACMD22

ACMD23

ACMD41

ACMD42

ACMD51

** 详细命令描述

*所有无用位必须填入，但是值irrelevant

表4-3 基本命令（类0和类1）

命令索引类型

CMD0

CMD1

CMD2 bcr [31:0]无用 R2

参数

[31:0]无用

响应

—

缩写

GO_IDLE_STATE

状态

保留

要求所有卡发送ALL_SEND_CID

CID号

要求所有卡发布一CMD3 Bcr [31:0]无用 R6 SEND_RELATIVE_ADDR 个新的相对地址RCA

CMD4

CMD5

CMD6

CMD7 ac [31:16]RCA R1(只不支持

保留

选中/不选中卡

Command toggles a

card between the

描述

重置所有卡到Idle

[15:0]无用来自选中的卡)

Stand-by and Transfer

states or between the

Programming and

Disconnect state. In

both cases the card is

selected by its own

relative address and

deselected by any

other address;

address 0 deselects

all. When the RCA

equals 0, the host may

do one of the

following:

—use other RCA

number to perform

card deselection

—re-send CMD3 to

change its RCA

number to other then 0

and then use CMD7

with RCA=0 for card

de-selection.

CMD8

[31:16] RCA

CMD9 ac

[15:0]无用

[31:16] RCA

CMD10 ac

[15:0]无用

[31:0]数据CMD11 adtc

地址

保留

寻址卡并让其发送SEND_CSD

卡定义数据CSD

寻址卡并让其发送SEND_CID

卡识别号CID

从卡读取数据流，从READ_DAT_UNTIL_STOP 给定地址开始，知道停止传输命令结束

中止多个块的读/写CMD12 ac [31:0]无用

[31:16] RCA

R1b STOP

操作

寻址卡并发送卡状CMD13

CMD14

[15:0]无用

R1 SEND_STATUS

态寄存器

保留

[31:16] RCA

CMD15 ac

[15:0]无用

_ GO_INACTIVE_STATE

设置卡到inactive状态

表4-4 块读操作命令（类2）

命令索引

CMD16

类型

度

[31:0]数据CMD17 adtc

地址

[31:0]数据CMD18

CMD19-23

adtc

地址

保留

R1 READ_MULTIPLE_BLOCK

直到停止命令

连续读取多个块，R1 READ_SINGLE_BLOCK 读取一个块

参数

[31:0]块长R1 SET_BLOCKLEN

指令设置块长度

响应缩写描述

为接下来的块操作

表4-5 块写操作命令（类4）

类命令索引

型

[31:0]

CMD24 adtc 数据地址

[31:0]数CMD25 adtc

据地址

CMD26

[31:0]无CMD27 adtc

用

R1 PROGRAM_CSD 编辑CSD位

_BLOCK

命令

不支持

WRITE_ MULTIPLE

STOP_TRANSMISSIONR1 WRITE_BLOCK

参数

应

写一个长度由SET_BLOCKLEN指定的块

连续写多个块直到响缩写描述

表4-6 写保护（类6）

命令索引类型参数

[31:0]

CMD28 ac 数据地址

R1b SET_WRITE_PROT

响应缩写描述

设置地址组保护位。写保护由卡配置数据的WP_GRP_SIZE指定

[31:0]CMD29 ac 数据地址

[31:0]写保护CMD30 adtc

数据地址

CMD31 保留

R1 SEND_WRITE_PROT

态

要求卡发送写保护位状R1b CLR_WRITE_PROT 清除保护位

表4-7 擦除命令（类5）

命令索引类型参数

[31:0]

设置要擦除的第一个写CMD32 ac 数据地址

[31:0]

设置要擦除的最后一个CMD32 ac 数据地址

CMD34

…

CMD37

[31:0]CMD38

CMD39

…

CMD41

保留

无用

R1b ERASE

块

擦除所有选中的写数据保留

R1 ERASE_WR_BLK_END

写数据块地址

R1 ERASE_WR_BLK_START

数据块地址

响应缩写描述

表4-7 擦除命令（类5）

命令索引

CMD32

类型

数据地参数

[31:0]

R1 ERASE_WR_BLK_START

数据块地址

响应缩写描述

设置要擦除的第一个写

址

[31:0]

设置要擦除的最后一个CMD32 ac 数据地址

CMD34

…

CMD37

[31:0]CMD38

CMD39

…

CMD41

保留

无用

R1b ERASE

块

擦除所有选中的写数据保留

R1 ERASE_WR_BLK_END

写数据块地址

表4-8 卡锁命令（类7）

命令索引

CMD42

….

CMD54

SDA可选命令

类型参数响应缩写描述

表4-9 应用相关（Application Specific）命令（类8）

命令索引

CMD55

类型

[15:0]填充位

[31:1] 填充位

应用相关(通用目的)的数据CMD56 adtc [0]:RD/WR，1读，0写

CMD57 保留

R1 GEN_CMD

块读写命令

参数

[31:16] RCA

R1 APP_CMD

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