FPGA初始化SD卡及其仿真

一、SD卡初始化步骤

　　1、上电后延时至少74Clock，等待SD卡内部操作完成。

　　2、片选CS低电平选中SD卡。

　　3、发送CMD0（ {8'h40, 8'h00, 8'h00, 8'h00, 8'h00, 8'h95} ），需要返回0x01，进入Idle状态。

　　4、为了区别SD卡是2.0还是1.0，或者是MMC卡，这里根据协议向上兼容的，首先发送只有SD2.0才有的命令CMD8（ CMD8= {8'h48, 8'h00, 8'h00, 8'h01, 8'haa, 8'h87} ），

　　如果CMD8返回无错误，则初步判断为2.0卡，进一步发送命令循环发送CMD55 （8'h77, 8'h00, 8'h00, 8'h00, 8'h00, 8'hff）+ ACMD41 （ {8'h69, 8'h40, 8'h00, 8'h00, 8'h00, 8'hff} ），直到返回0x00，确定是SD2.0卡。

　　5、如果CMD8返回错误则判断为1.0卡或者MMC卡，循环发送CMD55 + ACMD41,返回无错误，则为SD1.0卡，到此SD1.0卡初始化成功，如果在一定的循环次数下，返回为错误，则进一步发送CMD1进行初始化，

　　如果返回无错误，则确定是MMC卡，如果在一定的次数下，返回无错误，则不能识别该卡，初始化结束。

步骤1的时序图如下：

发送命令的时序如下：

这里给的时序图发送的命令是CMD1，但是其它命令的时序和该时序是一样的，不同的只是（CMD）IN发送的内容不同，以及（DATA）OUT返回的内容不同而已，所以其它命令可直接参考该时序图。

仿真结果如下：

由图可见，上电后，拉高CS，保持时间大于74个时钟周期。

接着，FPGA开始向SD卡发送命令CMD0{8'h40,8'h00,8'h00,8'h00,8'h00,8'h95}，SD卡收到CMD0后，返回0x01。

当FPGA收到SD卡返回的6个字节数据（0x01,h'xx, h'xx, h'xx, h'xx, h'xx）后,先等待一小段时间，这段时间CS拉高，然后拉低CS，又向SD卡发送CMD8 {8'h48,8'h00,8'h00,8'h01,8'haa,8'h87}。

当SD卡收到FPGA发来的CMD8后，返回5个字节数据（h'00,h'00, h'00, h'01, h'00）。FPGA收到这5个字节后，知道所访问的是2.0版本SD卡，然后又继续发送

CMD55{8'h77,8'h00,8'h00,8'h00,8'h00,8'hff}和ACMD41{8'h69,8'h40,8'h00,8'h00,8'h00,8'hff}，时序和上面的命令是一致的，如果两个命令都得到正确的返回值，则SD卡初始化成功。