瀚海微SD NAND之SD 協(xié)議（29）硬件接口

SD存儲(chǔ)卡硬件接口

SD存儲(chǔ)卡有6條通信線路和3條供電線路:

CMD:命令是雙向信號(hào)。主機(jī)和卡驅(qū)動(dòng)以推拉方式工作。

DAT0-3:數(shù)據(jù)線是雙向信號(hào)。主機(jī)和卡驅(qū)動(dòng)在推拉模式下運(yùn)行

CLK:時(shí)鐘是主機(jī)到卡的信號(hào)。CLK工作在推拉模式

Vdd: Vdd是所有卡的供電線路。

Vss1, Vss2是兩條地線。

除了那些連接到內(nèi)部卡電路的線路外，還有兩個(gè)寫(xiě)保護(hù)/卡檢測(cè)開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)，它們是插座的一部分。這些觸點(diǎn)不是強(qiáng)制性的，但如果它們存在，則應(yīng)按下圖所示進(jìn)行連接。當(dāng)使用DAT3檢測(cè)卡時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)DAT3的RDAT，另接一個(gè)電阻接地。

SD NAND

如果使用SD NAND時(shí)，只需使用CMD、DAT0-3、CLK、Vdd、Vss共計(jì)8個(gè)網(wǎng)絡(luò)即可?？梢赃x用1線程和4線程,最高工作頻率可以達(dá)到50MHz

Rdat和Rcmd是上拉電阻，當(dāng)沒(méi)有卡插入或所有卡驅(qū)動(dòng)處于高阻抗模式時(shí)，保護(hù)CMD和DAT線路免受總線浮動(dòng)。即使主機(jī)在SD模式下僅使用1bit - 1模式的SD存儲(chǔ)卡，主機(jī)也應(yīng)通過(guò)RDAT拉出所有的DAT0-3線。此外，主機(jī)應(yīng)該在SPI模式下拉出所有的“RSV”線，即使它們沒(méi)有被使用。Rwp用于寫(xiě)保護(hù)/卡檢測(cè)開(kāi)關(guān)。

應(yīng)用:如果主機(jī)在電源線上使用去耦電容，以減少熱插拔產(chǎn)生的涌流影響.

熱插拔

為了保證在熱插拔過(guò)程中卡引腳連接的正確順序，必須使用特殊的熱插卡連接器或主機(jī)側(cè)的自動(dòng)檢測(cè)環(huán)路。即使在電源(Vdd)上電的情況下，在SD Memory card總線上插拔卡也不會(huì)損壞卡。數(shù)據(jù)傳輸操作受到CRC碼的保護(hù)，因此由于插卡和拔卡引起的任何位變化都可以被主機(jī)檢測(cè)到。

當(dāng)CLK攜帶時(shí)鐘頻率fpp時(shí)，插入的卡也應(yīng)正確復(fù)位。每個(gè)卡都應(yīng)有電源保護(hù)，以防止卡(和主機(jī))損壞。主機(jī)檢測(cè)到拔插導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳輸失敗。它們應(yīng)該由應(yīng)用程序更正，它可以重復(fù)發(fā)出的命令。

卡檢測(cè)(插/拔)

為了能夠給用戶反饋指示，SD存儲(chǔ)卡系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)插卡或拔出卡的檢測(cè)。一種方法是由連接器產(chǎn)生卡檢測(cè)信號(hào)。

另一種方法是通過(guò)感應(yīng)卡的引腳1，檢測(cè)其上的上拉電阻。這個(gè)和其他幾個(gè)卡檢測(cè)選項(xiàng)的詳細(xì)描述在“Part H2主機(jī)實(shí)現(xiàn)指南”中給出。

上電

“上電時(shí)間”定義為電壓從0伏上升到Vpp min的時(shí)間(參見(jiàn)6.6)，取決于應(yīng)用參數(shù)，如SD卡的最大數(shù)量，總線長(zhǎng)度和電源單元的特性。

“電源上升時(shí)間”提供電源上升到工作電平(主機(jī)供電電壓)的時(shí)間，以及SD卡可以接受第一個(gè)命令的時(shí)間。

主機(jī)應(yīng)給卡供電，使電壓在250ms內(nèi)達(dá)到Vdd min，并開(kāi)始向SD卡供電至少74個(gè)SD時(shí)鐘，并保持CMD線高位。在SPIl模式下，CS應(yīng)在74個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)保持高電平。

上電后(包括熱插拔，即在總線運(yùn)行時(shí)插卡)SD卡進(jìn)入空閑狀態(tài)。如果是SD主機(jī)，則不需要CMD0。如果是SPI主機(jī)，CMD0應(yīng)該是第一個(gè)將卡發(fā)送到SPI模式的命令。

CMD8是物理層規(guī)范2.00版本新增的，支持多個(gè)電壓范圍，用于檢測(cè)卡是否支持供電電壓。2.00或更高版本的主機(jī)在初始化卡之前必須發(fā)出CMD8并驗(yàn)證電壓。不支持CMD8的主機(jī)應(yīng)提供高電壓范圍。

ACMD41是一個(gè)同步命令，用于協(xié)商操作電壓范圍，并輪詢卡，直到它們的上電順序結(jié)束。如果主機(jī)系統(tǒng)連接多個(gè)卡，主機(jī)應(yīng)檢查所有卡是否滿足供電電壓。否則，主機(jī)應(yīng)該選擇其中一張卡片并進(jìn)行初始化。

上電時(shí)間

“物理層規(guī)范2.00”的上圖Power-up Diagram中沒(méi)有對(duì)復(fù)位級(jí)別進(jìn)行描述。下方圖所示的變化適用于上圖物理層的范圍

主機(jī)需要保持電源線電平小于0.5V，功率上升前大于1ms。

上電或上電循環(huán)

為確保SD卡可靠硬復(fù)位，請(qǐng)遵循上電和上電周期要求。

(1)電壓等級(jí)應(yīng)低于0.5V

(2)持續(xù)時(shí)間至少為1ms。

Power Supply Ramp Up

功率上升時(shí)間定義為從0.5V閾值電平到工作電源電壓，

該電壓在VDD(最小)和VDD(最大)之間穩(wěn)定，主機(jī)可以提供SDCLK。以下是功率提升的建議:

(1)電源升壓電壓應(yīng)盡量是單調(diào)的。

(2)最小上升時(shí)間為0.1ms。

(3) 2.7-3.6V電源最大升壓時(shí)間為35ms。

下電和上下電循環(huán)

當(dāng)主機(jī)關(guān)閉電源時(shí)，卡電壓應(yīng)降到0.5伏以下，持續(xù)時(shí)間至少為1ms。下電時(shí)，應(yīng)將DAT、CMD、CLK斷開(kāi)或由主機(jī)驅(qū)動(dòng)到邏輯0位，以避免工作電流從信號(hào)線引出。

如果主機(jī)需要改變工作電壓，則需要一個(gè)電源周期。電源循環(huán)是指電源被關(guān)閉并再次供電。訪問(wèn)已經(jīng)處于非活動(dòng)狀態(tài)的卡也需要電源周期。要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)電源周期，主機(jī)在給卡上電之前應(yīng)按照下電描述操作(即卡電壓應(yīng)一次降到0.5伏以下，持續(xù)時(shí)間至少為1ms)。

審核編輯 黃宇