基于嵌入式系统的SD卡接口设计

 

　　SD卡是一种基于半导体快闪记忆器开发的新一代记忆设备，目前SD卡被广泛应用于各种便携式装置上，一般重量约为2 g，拥有较好的安全性、移动灵活性、快速数据传输率和高记忆容量。许多嵌入式设备都选择使用SD卡以提高系统的稳定性、降低成本。

　　1 嵌入式系统的特点

　　因为嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，所以它和计算机系统一样，由软件和硬件构成。以PC为代表的通用计算机系统和嵌入式系统相比，不同的嵌入式系统有不同的特点，但是其主要特点一样。

　　(1)嵌入式系统是一种专用计算机系统。嵌人式系统的软件和硬件是针对特定任务和应用对象进行设计的，具有较强的多样性和专用性。嵌入式系统所能够提供的功能，均可提前预知，相对较为固定。

　　(2)嵌入式系统需要满足环境对其的要求。因为嵌入式系统需要被嵌入到特定的对象系统之中，所以它必须满足对象系统对嵌入式系统的环境要求，例如能耗少、成本低以及电气环境、物理环境等特定要求，除此之外还需要满足对压力、湿度、温度这些自然环境的要求。

　　(3)嵌入式系统是集各行业应用和计算机技术为一体的集成系统。嵌入式系统是利用先进的电子技术、半导体技术、计算机技术与其他各行业应用相结合后的产物，这个特定就决定了嵌人式系统是一个不断创新、高度分散、资金密集、技术密集的知识集成系统。

　　(4)嵌入式系统与其他产品相比，有很长的生命周期。嵌入式系统能够紧密地应用于实际生产，它的更新换代与实际的产品同时进行，所以基于嵌入式系统开发的产品，得具有强大的竞争力和很长的生命周期。

　　2 基于嵌入式系统的SD卡接口硬件设计

　　SD卡的接口可以支持两种操作模式：一种是SD卡模式，另一种是SPI模式。SD接口允许1～4线数据信号设置。加电后，SD卡使用DAT0。初始化后，主机可以改变线宽。Freescale公司设计开发的MCF51QE128是一款32位低功耗嵌入式微控制器，该嵌入式微控制器采用SPI的模式实现和SD卡的接口。因为MCF51QE128的最佳工作电压为3.6 V，功耗较低，可以和SD卡的工作电压进行兼容处理，可以无需利用电平转换电路，可以直接与SD卡连接，这里选用嵌入式微控制器的第2个SPI口，硬件连接如图1所示。SD卡的接口主要能支持两种操作模式：一种是SD卡模式;另一种是SPI模式。主机系统可以根据需要，选择一种模式，SD卡的可以允许4线同时进行数据传输。接到复位命令时，低电平有效，

　　SPI模式启用。SPI模式可以允许那些简单且通用的SPI通道接口，SPI模式与SD模式相比而言，丧失了速度优势。