SD卡操作
初始化：
1、初始化读写SD卡的硬件条件（spi接口和其他有用的管腿，如写保护）
2、上电延时过程
3、复位卡CMD0
4、激活卡，内部初始化并获取存储卡的类型
CMD1,CMD55,ACMD41
5、查询OCR，获取卡供电情况CMD58
6、是否使用CRC CMD59
7、设置读、写块数据长度，512B，CMD16
8、读取CSD，获取存储卡的其他参数信息。CMD9
9、 8clock后，禁止片选。
读取单块数据
1、主机发送CMD17
2、接收卡响应R1
3、接收读数据起始令牌0xFE
4、接收数据
5、接收2B CRC
6 、8clock后，禁止片选。
写入单块数据
1、主机发送CMD24
2、接收卡响应R1
3、接收读数据起始令牌0xFE
4、接收数据
5、接收2B CRC
6 、8clock后，禁止片选。
SD卡调试关键点：
1. 上电时要延时足够长的时间给SD卡一个准备过程，在我的程序里是5秒，根据不同的卡设置不同的延时时间。SD卡初始化第一步在发送CMD命令之前，在片选有效的情况下首先要发送至少74个时钟，否则将有可能出现SD卡不能初始化的问题。
2. SD卡发送复位命令CMD0后，要发送版本查询命令CMD8，返回状态一般分两种，若返回0x01表示此SD卡接受CMD8,也就是说此SD卡支持版本2；若返回0x05则表示此SD卡支持版本1。因为不同版本的SD卡操作要求有不一样的地方，所以务必查询SD卡的版本号，否则也会出现SD卡无法正常工作的问题。
3. 理论上要求发送CMD58获得SD卡电压参数，但实际过程中由于事先都知道了SD卡的工作电压，因此可省略这一步简化程序。协议书上也建议尽量不要用这个命令。
4. SD卡读写超时时间要按照协议说明书书上的给定值(读超时：100ms；写超时：250ms)，这个值要在程序中准确计算出来，否则将会出现不能正常读写数据的问题。我自己定义了一个计算公式：超时时间=(8/clk)*arg。
5. 2GB以内的SD卡(标准卡)和2GB以上的SD卡(大容量卡)在地址访问形式上不同，这一点尤其要注意，否则将会出现无法读写数据的问题。如标准卡在读写操作时，对读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10，表示对第16个字节以后的地址单元进行操作(前提是此SD卡支持偏移读写操作)，而对大容量卡读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10时，则表示对第16块进行读写操作，而且大容量卡只支持块读写操作，块大小固定为512字节，对其进行字节操作将会出错。
6. 对某一块要进行写操作时最好先执行擦出命令，这样写入的速度就能大大提高。进行擦除操作时不管是标准卡还是大容量卡都按块操作执行，也就是一次擦除至少512字节。
7. 对标准卡进行字节操作时，起始和终止必须在一个物理扇区内，否则将不能进行读写操作。实际操作过程中建议用块操作以提高效率。不管是标准卡还是大容量卡一个读写命令只能对一个块进行操作，不允许跨物理层地址操作。
8. 在写数据块前要先写入若干个dummy data字节，写完一个块数据时，主机要监测MISO数据线，如果从机处于忙状态这根数据线会保持低电平，这样主机就可以根据这根数据线的状态以决定是否发送下一个命令，在从机没有释放MISO数据线之前，主机绝对不能执行其他命令，否则将会导致写入的数据出错，而且从机也不会响应主机的命令。
9. 在SPI模式下，CRC校验是被忽略的，但依然要求主从机发送CRC码，只是数值可以是任意值，一般主机的CRC码通常设为0x00或0xFF。
读多块操作和写多块操作的传输停止形式不一样，读多块操作时用用命令CMD12终止传输，而写多块操作时用Stop Tran Token(停止传输令牌，值为0xFD)终止传输。
----------------------------------------------------------------------------------------
1、
初始化步骤：
（1）
延时至少74clock，等待SD卡内部操作完成，在MMC协议中有明确说明。
（2）CS低电平选中SD卡。
（3）发送CMD0，需要返回0x01，进入Idle状态
（4）为了区别SD卡是2.0还是1.0，或是MMC卡，这里根据协议向上兼容的原理，首先发送只有SD2.0才有的命令CMD8，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+ACMD41，直到返回0x00，确定SD2.0卡初始化成功，进入Ready状态，再发送CMD58命令来判断是HCSD还是SCSD，到此SD2.0卡初始化成功。如果CMD8返回错误则进一步判断为1.0卡还是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，则确定为MMC卡，如果在一定的次数下，返回为错误，则不能识别该卡，初始结束。
（5）CS拉高。
2、
读步骤：
（1）
发送CMD17（单块）或CMD18（多块）读命令，返回0x00
（2）
接收数据开始令牌0xfe（或0xfc）+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes
默认正式传输的数据长度是512Bytes，可用CMD16设置块长度。
3、
写步骤：
（1）
发送CMD24（单块）或CMD25（多块）写命令，返回0x00
（2）
发送数据开始令牌0xfe（或0xfc）+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes
4、
擦除步骤：
（1）
发送CMD32，跟一个参数来指定首个要擦除的起始地址（SD手册上说是块号）
（2）
发送CMD33,，指定最后的地址
（3）
发送CMD38，擦除指定区间的内容
此3步顺序不能颠倒。
最后说一下我的一点体会：SD卡就是一个存储器，只不过用命令的方式来进行操作，我们只要掌握了各条命令及操作方式，就可以灵活的操作SD卡了，另外我所了解的IC卡也是类似的原理，还有就是建议开始看MMC的协议，简单明了易懂些，有了对MMC卡的一些了解后看SD卡协议就容易多了。
（1）图中的Y轴坐标表示SD卡支持的电压，一般都是2.7-3.6v之间。X轴为时间坐标。
（2）power up time阶段：
这段时间为插上SD卡，到sd卡的的供电电压达到最低要求电压的这段时间。这个时候sd clock还没正常提供，处于禁止状态，Linux在这段时间内delay 10ms。
（3）supply ramp up time阶段：
（2）（3）阶段时间段，对应Linux mmc子系统的codes为：
/*
* Apply power to the MMC stack. This is a two-stage process.
* First, we enable power to the card without the clock running.
* We then wait a bit for the power to stabilise. Finally,
* enable the bus drivers and clock to the card.
*
* We must _NOT_ enable the clock prior to power stablising.
*
* If a host does all the power sequencing itself, ignore the
* initial MMC_POWER_UP stage.
*/
static void mmc_power_up(struct mmc_host *host)
{
int bit;
/* If ocr is set, we use it */
if (host->ocr)
bit = ffs(host->ocr) - 1;
else
bit = fls(host->ocr_avail) - 1;
host->ios.vdd = bit;
if (mmc_host_is_spi(host)) {
host->ios.chip_select = MMC_CS_HIGH;
host->ios.bus_mode = MMC_BUSMODE_PUSHPULL;
} else {
host->ios.chip_select = MMC_CS_DONTCARE;
host->ios.bus_mode = MMC_BUSMODE_OPENDRAIN;
}
host->ios.power_mode = MMC_POWER_UP;
host->ios.bus_width = MMC_BUS_WIDTH_1;
host->ios.timing = MMC_TIMING_LEGACY;
mmc_set_ios(host);//这段code被调用之前，为状态（2）power up time时间段，这段时间内host->ios.clock被设置为0.
/*
* This delay should be sufficient to allow the power supply
* to reach the minimum voltage.
*/
mmc_delay(10);
host->ios.clock = host->f_init;
host->ios.power_mode = MMC_POWER_ON;
mmc_set_ios(host);//这段code之前属于supply ramp up time阶段，这段时间内host->ios.clock被设置为最小值，我们在驱动中会设置这个值，这个值应该小于等于400KHZ.
/*
* This delay must be at least 74 clock sizes, or 1 ms, or the
* time required to reach a stable voltage.
*/
mmc_delay(10);//这个延时是等sd host给出74个clocks。74个clocks期间CMD线拉高，这个时候不能发送任何命令给SD卡。这个延时过后，系统就可以发送命令给sd card了。
}
（4）CMD0阶段
对应linux驱动中的code为：
int mmc_go_idle(struct mmc_host *host)
{
int err;
struct mmc_command cmd;
/*
* Non-SPI hosts need to prevent chipselect going active during
* GO_IDLE; that would put chips into SPI mode. Remind them of
* that in case of hardware that won't pull up DAT3/nCS otherwise.
*
* SPI hosts ignore ios.chip_select; it's managed according to
* rules that must accomodate non-MMC slaves which this layer
* won't even know about.
*/
#if 0
if (!mmc_host_is_spi(host)) {
mmc_set_chip_select(host, MMC_CS_HIGH);
mmc_delay(1);
}
#endif
memset(&cmd, 0, sizeof(struct mmc_command));
cmd.opcode = MMC_GO_IDLE_STATE;
cmd.arg = 0;
cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R1 | MMC_RSP_NONE | MMC_CMD_BC;
err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, 0);
mmc_delay(1);
if (!mmc_host_is_spi(host)) {
mmc_set_chip_select(host, MMC_CS_DONTCARE);
mmc_delay(1);
}
host->use_spi_crc = 0;
return err;
}
这段时间sd进入idle状态。
（5）CMD8阶段
sd host发送cmd8来check sd host端支持的电压 host->ocr_avail是否被sd卡支持，如果sd支持的话那么在cmd8的response中会返回这些支持的值，并且返回写入cmd8命令中的test_pattern值。否则就表示不支持sd host的电压范围。对应的linux mmc驱动代码为：
int mmc_send_if_cond(struct mmc_host *host, u32 ocr)
{
struct mmc_command cmd;
int err;
static const u8 test_pattern = 0xAA;
u8 result_pattern;
/*
* To support SD 2.0 cards, we must always invoke SD_SEND_IF_COND
* before SD_APP_OP_COND. This command will harmlessly fail for
* SD 1.0 cards.
*/
cmd.opcode = SD_SEND_IF_COND;
cmd.arg = ((ocr & 0xFF8000) != 0) << 8 | test_pattern;
cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R7 | MMC_RSP_R7 | MMC_CMD_BCR;
err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, 0);
if (err)
return err;
if (mmc_host_is_spi(host))
result_pattern = cmd.resp[1] & 0xFF;
else
result_pattern = cmd.resp[0] & 0xFF;
if (result_pattern != test_pattern)
return -EIO;
return 0;
}
（6） ACMD41阶段
(1)这个阶段设置ACMD41的参数OCR=0，为了去获得SD卡自身支持的电压范围值。然后与 host->ocr_avail，SD host所能支持的电压范围取交集，如果交集为空，则返回匹配失败。
int mmc_send_app_op_cond(struct mmc_host *host, u32 ocr, u32 *rocr)
{
struct mmc_command cmd;
int i, err = 0;
BUG_ON(!host);
memset(&cmd, 0, sizeof(struct mmc_command));
cmd.opcode = SD_APP_OP_COND;
if (mmc_host_is_spi(host))
cmd.arg = ocr & (1 << 30); /* SPI only defines one bit */
else
cmd.arg = ocr;
cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R1 | MMC_RSP_R3 | MMC_CMD_BCR;
for (i = 100; i; i--) {
err = mmc_wait_for_app_cmd(host, NULL, &cmd, MMC_CMD_RETRIES);
if (err)
break;
/* if we're just probing, do a single pass */
if (ocr == 0)
break;
/* otherwise wait until reset completes */
if (mmc_host_is_spi(host)) {
if (!(cmd.resp[0] & R1_SPI_IDLE))
break;
} else {
if (cmd.resp[0] & MMC_CARD_BUSY)
break;
}
err = -ETIMEDOUT;
mmc_delay(10);
}
if (rocr && !mmc_host_is_spi(host))
*rocr = cmd.resp[0];
return err;
}
(7) CMD2阶段
通过这个命令或者所有SD卡的 Menufacory id ，Product id等卡的信息。
int mmc_all_send_cid(struct mmc_host *host, u32 *cid)
{
int err;
struct mmc_command cmd;
BUG_ON(!host);
BUG_ON(!cid);
memset(&cmd, 0, sizeof(struct mmc_command));
cmd.opcode = MMC_ALL_SEND_CID;
cmd.arg = 0;
cmd.flags = MMC_RSP_R2 | MMC_CMD_BCR;
err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, MMC_CMD_RETRIES);
if (err)
return err;
memcpy(cid, cmd.resp, sizeof(u32) * 4);
return 0;
}
（8）CMD3取得卡的相对地址，进入数据传输模式，点对点的传输。
int mmc_send_relative_addr(struct mmc_host *host, unsigned int *rca)
{
int err;
struct mmc_command cmd;
BUG_ON(!host);
BUG_ON(!rca);
memset(&cmd, 0, sizeof(struct mmc_command));
cmd.opcode = SD_SEND_RELATIVE_ADDR;
cmd.arg = 0;
cmd.flags = MMC_RSP_R6 | MMC_CMD_BCR;
err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, MMC_CMD_RETRIES);
if (err)
return err;
*rca = cmd.resp[0] >> 16;
return 0;
}