资料介绍
引 言
SD存储卡(Secure Digital Memory Card)由SD联盟(松下、东芝及美国SanDisk公司)于1999年8月共同开发研制,是一种基于半导体快闪存储器的新一代存储设备,被广泛地使用在便携式装置上,例如数码相机、PDA和多媒体播放器等。大小犹如一张邮票的SD存储卡,重量只有2g,却拥有高存储容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。
SD卡支持SD和SPI两种传输模式,主机系统可以选择其中任意一种模式。SD模式允许4线的高速数据传输。SPI模式使用通用的SPI接口。这种模式相对于SD模式的不足之处是丧失了速度,但是却有着接口简单易于实现的优点。SD卡的SPI模式使得SD卡可以和市场上大部分微控制器进行通信。
Microchip公司的dsPIC33F系列通用DSC(数字信号控制器),是在16位MCU架构基础之上添加了DSP引擎,从而具有数字信号处理功能的微控制器产品。该系列DSC集成了DCI(数据转换器)接口,尤其适用于语音和音频的应用。
本文首先简要介绍SD卡的相关规范,之后利用dsPIC33FJ64GP706通用DSC设计了SD卡接口电路,最后通过SPI模式实现了对SD卡的基本操作。本设计可以使SD存储卡成为类似嵌入式系统产品的数据存储器。
1 SD卡相关规范简介
SD联盟在2000年联合发布了SD卡规范1.O版本,包括3个部分:物理层规范,文件系统规范以及安全规范。SD卡规范V1.0采用FAT的文件系统,因此最大存储容量可以达到2 GB。2006年,SD卡规范V2.0发布。新规范根据容量定义了两种卡,即标准容量SD卡和大容量SD卡。前者和1.O版本保持兼容,后者由于采用了FAT32文件系统,存储容量突破了2 GB的限制。新规范定义的最大容量为32 GB。但是由于成本的原因,标准容量SD卡仍然是市场的主流产品。在以微控制器为核心的嵌入式系统中,主要使用SD卡的SPI。模式进行通信,这使得标准容量的SD卡更为合适。本设计适用于2GB以下任意容量的SD卡。
1.1 概 述
SD存储卡在2.7~3.6 V电压下正常工作,工作频率为0~25MHz。图1是普通SD卡的外形和引脚排列。在SPI模式时,第8和第9脚不使用。表1列出了各引脚在SPI模式时的定义和功能描述。
图中的WP是一个机械滑片,通过滑动到不同的位置来对SD卡进行写保护。
SD卡内部有6个和接口相关的寄存器:OCR、CID、CSD、RCA、DSR和SCR。它们只能通过各自对应的指令来访问。OCR、CID、CSD和SCR携带SD卡的规范信息,RCA和DSR作为配置寄存器装载了SD卡的配置参数。
1.2 SPI协议
系统上电之后,如果主机在将CS线声明为低电平的同时发送复位指令(CMDO),则SPI模式启用。SD卡在SPI模式下按字节进行通信,每一个指令和数据块都由数个字节组成并与CS信号对齐(也就是长度为8个时钟周期的整数倍)。
主机和SD卡之间是通过指令与响应来实现交互的。
SD存储卡(Secure Digital Memory Card)由SD联盟(松下、东芝及美国SanDisk公司)于1999年8月共同开发研制,是一种基于半导体快闪存储器的新一代存储设备,被广泛地使用在便携式装置上,例如数码相机、PDA和多媒体播放器等。大小犹如一张邮票的SD存储卡,重量只有2g,却拥有高存储容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。
SD卡支持SD和SPI两种传输模式,主机系统可以选择其中任意一种模式。SD模式允许4线的高速数据传输。SPI模式使用通用的SPI接口。这种模式相对于SD模式的不足之处是丧失了速度,但是却有着接口简单易于实现的优点。SD卡的SPI模式使得SD卡可以和市场上大部分微控制器进行通信。
Microchip公司的dsPIC33F系列通用DSC(数字信号控制器),是在16位MCU架构基础之上添加了DSP引擎,从而具有数字信号处理功能的微控制器产品。该系列DSC集成了DCI(数据转换器)接口,尤其适用于语音和音频的应用。
本文首先简要介绍SD卡的相关规范,之后利用dsPIC33FJ64GP706通用DSC设计了SD卡接口电路,最后通过SPI模式实现了对SD卡的基本操作。本设计可以使SD存储卡成为类似嵌入式系统产品的数据存储器。
1 SD卡相关规范简介
SD联盟在2000年联合发布了SD卡规范1.O版本,包括3个部分:物理层规范,文件系统规范以及安全规范。SD卡规范V1.0采用FAT的文件系统,因此最大存储容量可以达到2 GB。2006年,SD卡规范V2.0发布。新规范根据容量定义了两种卡,即标准容量SD卡和大容量SD卡。前者和1.O版本保持兼容,后者由于采用了FAT32文件系统,存储容量突破了2 GB的限制。新规范定义的最大容量为32 GB。但是由于成本的原因,标准容量SD卡仍然是市场的主流产品。在以微控制器为核心的嵌入式系统中,主要使用SD卡的SPI。模式进行通信,这使得标准容量的SD卡更为合适。本设计适用于2GB以下任意容量的SD卡。
1.1 概 述
SD存储卡在2.7~3.6 V电压下正常工作,工作频率为0~25MHz。图1是普通SD卡的外形和引脚排列。在SPI模式时,第8和第9脚不使用。表1列出了各引脚在SPI模式时的定义和功能描述。
图中的WP是一个机械滑片,通过滑动到不同的位置来对SD卡进行写保护。
SD卡内部有6个和接口相关的寄存器:OCR、CID、CSD、RCA、DSR和SCR。它们只能通过各自对应的指令来访问。OCR、CID、CSD和SCR携带SD卡的规范信息,RCA和DSR作为配置寄存器装载了SD卡的配置参数。
1.2 SPI协议
系统上电之后,如果主机在将CS线声明为低电平的同时发送复位指令(CMDO),则SPI模式启用。SD卡在SPI模式下按字节进行通信,每一个指令和数据块都由数个字节组成并与CS信号对齐(也就是长度为8个时钟周期的整数倍)。
主机和SD卡之间是通过指令与响应来实现交互的。
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