SD卡協(xié)議學習點滴
SD卡有所謂操作模式（operation mode）的概念，每種操作模式又具體對應一種或多種狀態(tài)，主機通過發(fā)送命令可以使SD卡在不同的狀態(tài)間轉換，SD卡則接受命令，并根據(jù)自己現(xiàn)在所處狀態(tài)做出不同的響應。
系統(tǒng)上電時刻或者搜尋SD卡時，SD卡控制器應該處于SD卡識別模式；SD卡在剛接入系統(tǒng)時刻也處于這種模式，并且處于此模式下的Idle狀態(tài)。
SD卡識別模式：在這種模式下，控制器會檢驗SD卡的工作電壓范圍，識別SD卡類型，并要求它們發(fā)送各自的相對地址（Relative Card Address）；這些操作在SD卡各自的CMD線上進行。所有的操作均使用默認的 SD卡識別時鐘頻率（identification clock rate）
SD卡復位：發(fā)送GO_IDLE_STATE(CMD0)到SD卡后，除處于非活動狀態(tài)（Inactive state）之外的SD卡都會進入空閑狀態(tài)（Idle state）；在Idle狀態(tài)，SD卡的CMD線處于輸入模式，默認相對地址為0x0000，默認驅動寄存器設定為低速度，大驅動電流能力。
工作條件檢測
在控制器和SD卡進行任何通信之前，控制器不清楚SD卡支持的工作電壓范圍，故而控制器使用默認的電壓發(fā)送一條reset指令（CMD0），緊跟著的CMD8指令，用于取得SD卡支持工作電壓范圍數(shù)據(jù)。SD卡通過檢測CMD8的參數(shù)部分來檢查控制器使用的工作電壓，控制器通過分析回傳的CMD8參數(shù)部分來校驗SD卡是否可以在所給電壓下工作。如果SD卡可以在指定電壓下工作，則它回送CMD8的命令響應字，其中包含check voltage, check pattern。如果SD卡不支持所給電壓，則SD卡不會給出任何響應信息，并繼續(xù)處于Idle狀態(tài)。在PLV2.0(physical layer version2.0)下，在一次執(zhí)行ACMD41之前，執(zhí)行CMD8指令，用以初始化SDHC卡，SDHC卡根據(jù)是否接收到CMD8指令來鑒別控制器是否支持PLV2.0協(xié)議。使用低電壓的控制器也在ACMD41命令之前發(fā)送CMD8，避免可以工作在兩種電壓模式下的SD卡因為沒有接收到CMD8， 而默認工作在高電壓環(huán)境下，被誤認為是只支持高電壓工作模式。
SD_SEND_OP_COND(ACMD41)命令的目的是給予SD卡控制器一個識別SD卡是否可以在所給Vdd范圍下工作的機制，如果SD卡無法在指定Vdd范圍內(nèi)工作，則它會進入非活動狀態(tài)（Inactive state）。要注意的是，ACMD41是應用相關型命令，因而，每次發(fā)出的ACMD41命令都緊跟在一條APP_CMD（CMD55）命令之后。在空閑態(tài)（Idle State）下使用的CMD55命令使用默認的卡相對地址（RCA）0x0000。
每次控制器發(fā)送CMD0復位SD卡后，都要重新進行系列初始化操作（CMD8,ACMD41...）。
如果ACMD41指令的OCR比特位為0，控制器可以查詢各個SD卡，并決定它們共同的工作電壓范圍。在作為查詢的ACMD41指令發(fā)送之后，SD卡并不會開始初始化過程，直到控制器重新發(fā)送一條ACMD41指令。
SD卡初始化和識別過程：
在CMD8命令發(fā)送之后的ACMD41指令其功能有所擴展，在參數(shù)里多了HCS部分，在響應里面多了CCS（Card Capacity Status）部分。HCS參數(shù)會被不響應CMD8命令的SD卡所拋棄?？刂破飨虿豁憫狢MD8的卡發(fā)送ACMD41指令時，HCS位應該設置為零0。如果向SDHC卡發(fā)送HCS位為0的ACMD41命令，SDHC卡返回的響應，其busy標識位永遠為0，代表忙狀態(tài)。HCS標識位用來表明SD卡是否已經(jīng)完成初始化，如果未完成，HCS為零，否則為1，如果HCS為0，控制器會重復發(fā)送ACMD41指令，SD卡只檢查一次接收到的ACMD41指令的HCS位。
響應CMD8的SD卡發(fā)送的對于ACMD41指令響應會包含CCS部分，控制器只檢查HCS標志位為1的響應所包含的CCS位。CCS=1表明其為SDHC卡，否則為標準SD卡。
控制器隨后發(fā)送ALL_SEND_CID(CMD2)命令，查詢各個卡的CID（unique card identification）值，還沒有被識別的SD卡（處于Ready狀態(tài)）會發(fā)送CID值作為響應，發(fā)送完CID值之后，SD卡進入識別狀態(tài)（Identification state），然后控制器發(fā)送CMD3（SEND_RELATIVE_ADDR）命令，要求各個SD卡發(fā)送一個新的相對地址（RCA），RCA在之后的數(shù)據(jù)傳輸模式中用于尋址。RCA發(fā)送完之后。SD卡進入Stand-by狀態(tài)，在這個狀態(tài)，如果控制器想要給SD卡分配一個新的RCA，它可以發(fā)送另一條CMD3命令給SD卡。一后發(fā)布的RCA為SD卡的真實RCA。
數(shù)據(jù)傳輸模式：
在SD卡識別模式結束之前，控制器使用的時鐘頻率均為Fod。在數(shù)據(jù)傳輸模式，控制器可能會使用Fpp頻率?？刂破靼l(fā)送一條SSEND_CSD（CMD9）命令來獲取SD卡CSD寄存器（Card Specific Data）里面的描述值，譬如，塊長度，卡容量信息等。廣播命令SET_DSR（CMD4）為各個已識別的SD卡配置驅動階段（？？）。它會向SD卡的DSR寄存器寫入相關的信息。控制器的時鐘頻率也在這個時刻從Fod轉到Fpp。SET_DSR命令是可選的。
CMD7命令用來選擇某個SD卡，使其進入Transfer狀態(tài)，在指定時間段內(nèi)，只有一個卡能處于Transfer狀態(tài)。當某個先前被選中的處于Transfer狀態(tài)的SD卡接收到CMD7之后，會釋放與控制器的連接，并進入Stand-by狀態(tài)。當CMD7使用保留地址0x0000時，所有的SD卡都會進入Stand-by狀態(tài)。
數(shù)據(jù)傳輸模式下各個狀態(tài)的轉換關系總結如下：
所有的數(shù)據(jù)讀命令都可以被停止命令（CMD12）在任意時刻終止。數(shù)據(jù)傳輸會終止，SD卡返回Transfer狀態(tài)。讀命令有：塊讀操作（CMD17）、多塊讀操作（CMD18）、發(fā)送寫保護（CMD30）、發(fā)送scr（ACMD51）以及讀模式下的普通命令（CMD56）
所有的數(shù)據(jù)寫命令都可以被停止命令（CMD12）在任意時刻終止。寫命令也會在取消選擇命令（CMD7）之前停止。寫命令有：塊寫操作（CMD24，CMD25）、編程命令（CMD27）、鎖定/解鎖命令（CMD42）以及寫模式下的普通命令（CMD56）數(shù)據(jù)傳輸一旦完成，SD卡會退出數(shù)據(jù)寫狀態(tài)，進入Programming狀態(tài)（傳輸成功）或者Transfer狀態(tài)（傳輸失?。┤绻麎K寫操作被叫停，但是寫操作包含的其長度和CRC校驗是正確的話，數(shù)據(jù)會被編程到SD卡（從緩存寫入到Flash？）
SD卡可能會提供緩存模式，意思是前次寫入塊在編程到Flash的時刻，控制器可以接著發(fā)送下一塊的數(shù)據(jù)當寫緩存為滿時刻，并且SD卡處于Programming狀態(tài)，DAT0會保持為低電平（BUSY），表明其為忙狀態(tài)
寫CSD，寫保護，擦除這些操作沒有緩存的功能，當SD卡正在處理這些命令的時候，其余的數(shù)據(jù)傳輸命令會被忽略。當SD卡為忙，并且處于Programming狀態(tài)的時候，DAT0也會被SD卡拉低，在SD卡處于Programming狀態(tài)時候，不允許控制器發(fā)送設置參數(shù)命令。設置參數(shù)命令有：設置塊長度（CMD16）、擦除塊開始（CMD32）以及擦除塊結束（CMD33）
在SD卡編程時刻，讀命令也是不允許的當把另一個卡從Stand-by狀態(tài)轉換為Transfer狀態(tài)的時候，正處于erase和Programming狀態(tài)的卡其操作不會終止，它會自動進入Disconnect狀態(tài)，釋放數(shù)據(jù)線。
處于Disconnect狀態(tài)的卡可以通過發(fā)送CMD7命令使其脫離此狀態(tài)，并進入Programming狀態(tài)，并重新激活標識符復位SD卡（使用CMD0或者CMD15）會終止任何等待中或正在進行的Programming操作。這可能會損毀SD卡的數(shù)據(jù)CMD34-37 CMD50，CMD57保留。