SPI协议读写SD卡介绍

前言

在前面的文章中，我们主要介绍了如何利用SDIO协议对SD卡进行读写操作的流程及注意事项。虽然SDIO协议读写SD卡的效率很高，但是，操作却比较麻烦，另外，还需要使用的芯片具有SDIO外设。这对于不具备SDIO外设的芯片而言，绝对是一个灾难。但值得庆幸的是，SD卡还支持利用SPI协议实现对SD卡的操作。比如，目前流行的DSP28335芯片便不具备SDIO外设。所以，如果想利用该DSP芯片扩展SD卡，就需要使用SPI协议。当然，该芯片是具备SPI外设的，即使没有，我们也可以通过软件进行模拟。然而在实际应用中，为了更进一步提高数据的传输效率，我们还可以使用McBSP外设，该外设的SPI模式同样可以实现SPI协议读写SD卡。
本文，我们主要介绍利用SPI协议读写SD卡的一些重要的知识。

SDIO协议与SPI协议的比较

SDIO协议与SPI协议相较而言，SDIO协议读写SD卡的速度更快，再加上其支持4线模式，即利用4条数据线，同时发送4Bits数据，数据的传输效率就更高了，但是由于使用的引脚较多，所以也导致了控制相对比较困难。
而SPI外设只具有两条数据线MISO和MOSI，分别用作数据的输入和输出，由于引脚较少，所以控制相对较容易。但是，数据的传输效率相对而言就比较低了。
但是，两中协议的共同之处在于：均是通过命令实现对SD卡的控制，仍然是结合状态机实现编程。

SD卡如何工作在SPI模式下

当SD卡上电之后，只有第一次发送的CMD0命令才可以选择SD卡工作在SPI模式下。这意味着，当SD卡处于SPI模式下时，仅能通过重新上下电，才能再次选择SD卡的通讯模式，即选择SDIO模式或者SPI模式，否则SD卡将一直处于SPI模式下。并且，SPI模式下的SD卡不支持 V2.0版本之后新增的命令。

卡识别模式与数据传输模式的切换

与SDIO协议一样，SPI模式下的SD卡同样具有两种工作模式—卡识别模式和数据传输模式。状态机流程如下：

初始化SD卡

SPI模式下初始化SD卡的状态机如下：

主机读取SD卡中的数据

SPI模式下，仍然支持读取单块数据或者多块数据，时序图如下。

读取单块数据

读取多块数据

主机向SD卡写入数据

与读取数据一样，主机也可以选择向SD卡写入单块数据或者多块数据，时序图如下。

写入单块数据

写入多块数据

注意事项

1、工作在SPI模式下的SD卡，不再具备速度等级之分，将被当作class 0的速度等级进行处理；
2、SPI模式不支持SDIO模式下的一些命令；
3、SPI模式与SDIO模式下相同的命令，可能具有不同的作用。
4、SPI模式下的命令和响应的详细信息，请参考SD协议，有详细介绍。

总结

本文主要介绍了SD卡工作在SPI模式的一些重要知识点，但是同样不涉及程序实现部分。但是相信大家已经对如何实现控制SD卡有了一个大概的轮廓，相信实现起来也不是很难。由于本文能力有限，文章难免有不足或错误之处，还望各位读者可以及时指正，谢谢大家！