SDIO协议读写SD卡之SD卡简介

SD卡的用途

SD卡是一种主要以Nand Flash作为存储介质，具有体积小、数据传输速度快以及支持热插拔的优点。如今，已被广泛应用于数码相机、便携式移动设备以及手机等多种设备中。

SD卡分类

(一)按照大小进行分类

1、Micro SD卡(本文称为SD卡)
如下图所示：

2、SD卡
如下图所示：

3、对比
Micro SD卡和SD卡最主要的不同便是SD卡的尺寸更大，且侧面(红色标记)具有一个写保护开关。两者的通讯协议都是一致的，即两者的驱动程序可以共用。并且，通过SD卡套，也可以将Micro SD卡变为SD卡。

(二)按照用途分类

1、SD I/O卡：指的是支持利用SDIO协议进行数据通讯的设备，比如：WIFI卡、蓝牙适配器等；
2、SD存储卡：本文使用的类型；
3、MMC卡：早期的存储设备；
4、ATA设备：主要为笔记本电脑提供的高速通讯接口

(三)按照尺寸进行分类

1、厚度为2.1mm：正常尺寸的SD卡
2、厚度为1.4mm：小尺寸SD卡

(四)按照容量进行分类

1、SDSC：小于2GB
2、SDHC：大于2GB小于32GB
3、SDXC：大于32GB小于2TB

(五)按照内部编程速度分类

1、class 0：
2、class 2：最低2MB/sec
3、class 4：最低4MB/sec
4、class 6：最低6MB/sec
5、class 10：最低10MB/sec
6、UHS-I：写入数据50MB/sec以内，读取数据104MB/sec以内
7、UHS-II：写入数据156MB/sec以内，读取数据312MB/sec以内
注意事项：MB/sec = 10001000 Bytes/sec而不是10241024Bytes/sec

(六)按照电压范围分类

1、SD卡高电压工作电压范围：2.7V~3.6V
2、UHS-II SD卡工作电压范围：1.7V~1.95V

SD卡原理图

引脚关系

见上图1部分，SD卡具有9个引脚，其中，四条数据线，三条电源线，一条时钟线和一条命令线。

数据线

完成主机与SD卡之间的数据传输

时钟线

由主机产生通讯使用的时钟信号

命令线

主机向从机通过命令线发送命令，SD卡通过命令线向主机反馈响应。

电源线

提供电源和地

寄存器

见上图4部分，SD卡一共具有8个寄存器，且寄存器的长度都不是完全相同的。

电源检测电路

见上图2部分，电源检测电路是SD卡一个很重要的部分，因为当SD卡插入或者拔除时，均是由该电路进行检测。并且，通过该电路还可以对SD卡进行复位操作，这也是很重要的一点。

存储单元部分

见上图3，SD卡的存储部分分为用户空间和受保护空间，我们在平时使用中，绝大多数时候都是对用户空间进行操作。SD卡的容量大小为两者之和，所以，实际可以进行操作的存储区域要小于SD卡上标注的容量大小。

支持的通讯总线协议

SDIO总线协议

利用该总线协议，可以使用最多四条数据线实现主机与SD卡之间的数据传输，所以速度相对而言可以达到最高，但是需要主机具有SDIO控制器，才可以使用该协议(不知道可不可以用软件进行模拟)。详细的内容将在下篇文章进行介绍。

SPI总线协议

如果主机不支持SDIO协议，那么可以使用SPI协议对SD卡进行操作。虽然速度比SDIO慢，但是硬件上更加简单，只需要四根线便可以实现与SD卡进行通讯。详细的内容将在后面的文章中进行详细的介绍。

总结

本篇文章主要是对SD卡进行简要的介绍，作为驱动SD卡的基础知识。如果有疏漏和错误之处，还望各位读者不吝指正，我将在以后的文章中进行校正和完善。谢谢！