SanDisk SD Card产品手册之四SD卡协议描述续二

上周看了卡的识别模式后，现在看看卡的数据传输模式，这是最重要的模式，勿庸置疑。

因为一些卡可能有时钟限制，fpp必须保持在fod，直到CSD寄存器被host读取。

host发出SEND_CSD(CMD9)来得到一些卡的专用数据，比如block length等等。

CMD7可以将卡置在传输模式。

只有一个卡可以在一个时间内在这个状态。

如果一个之前的卡在这个状态，那么与host的连接将会释放，并且回到stand－by 模式，当CMD7被发出保留相关卡地址0x0000，所有的卡传输都回到stand－by 状态。

这个可以用来识别新插入卡，并且不会重置以及注册的卡。

以及有RCA
的卡，不需要对识别命令相应。

*取消选择发生在一个特定的卡在重试CMD7的时候，发现RCA不匹配。

在另外一个卡和CMD线通用的时候，会自动发生。

因此，在SD卡系统中，系统需要负责做二选其一的事情。

－初始化后，通过公用CMD线工作，在这个情况下，取消选择会自动发生
－有意识去取消选择，如果CMD线是分开的
所有的数据通信在数据传输模式都是点对点的。

所有的命令都会有个在CMD线上的相应。

下面我们看下卡里的命令。

1 停止命令CMD12，能够忽略所有的读命令在任何时候，数据传输会中止，并且卡会返回到传输状态，读命令能够阻止块读CMD17，多块读CMD18，发送写保护CMD30，发送SCR ACMD51，和general命令在读模式中CMD56。

2 停止命令CMD12，能够中止所有的数据写命令在任何时候。

写命令必须在取消选择CMD7之前停止。

写命令被块写CMD24、CMD25，写CSD（CMD27），锁和解锁（CMD42），和在写模式的通用命令（CMD56）阻止。

3 当数据传输完成的时候，sd卡会在数据写状态。

之后如果写成功了，那么就去编程状态，如果失败了，就去传输状态。

4 如果block写操作被停止，并且block长度的crc是有效的，数据会被写入。

5 卡可以提供块写入的缓冲，下一个块可以在之前的块被写入的时候往卡里发送，如果所有的卡buffer都满了的话，sd卡就会在编程状态，DAT0线会被拉低
6 没有buffer提供给写CSD，写保护，和擦除。

当卡在忙于一个命令或前面的命令的时候，DAT0会被保持为低并且在编程状态。

实际上，如果CMD和DAT0被分开，并且host保持DAT0为忙，并且和其他卡的DAT0是分开的时候，host可能会读写其他卡如果这个卡是忙的时候。

7 参数设置命令是不被允许的，如果卡在编程中。

参数设置涉及块长度CMD16，擦除块开始CMD32，和擦除块结束CMD33。

8 卡被编程的时候，读命令是被不会允许的
9 把另外一张卡从stand－by转到传输状态的时候（CMD7），不会中止编程操作。

卡会切换到非连接状态，并且释放DAT线。

10 通过CMD7，一个卡可以在非连接状态被重新选择。

在这个情景下，卡会去编程状态，并且激活busy的鉴别状态。

11 重置卡通过CMD0，CMD15，会中止如何挂起或有效的操作，这个有可能破坏卡上的数据。

host有责任去阻止对数据的潜在伤害。

宽总线的选择和取消选择
4bits当然就是宽的了，是通过ACMD6来选择的。

在上电或者GO_IDLE后的默认的宽度是1bit。

ACMD6只在传输状态有效。

也就是说只有在CMD7，一个卡被选择了后，总线宽度才能改变。

下面看看读数据的格式
当数据没有被发送的时候，数据线是高的。

一个传输的数据块包括一个低的开始位，之后是连续的数据流。

这个数据流包含了负载的数据，错误校验位如果卡外面的ECC被使用。

数据流会以一个结束位结束。

数据传输是同步的操作于时钟的。

基于块的数据传输是通过CRC算法。

多项式产生是通过标准的CCITT格式：x16＋x12＋x5＋1
对于块读操作，我们单独来说说
块传输的最大长度是通过READ_BL_LEN在CSD寄存器中定义的。

一些起始地址在一个物理块之内的长度，被READ_BL_LEN来定义的，可能会被传输，只是可能。

附着在每个块后面的CRC能够保证数据的完整性。

CMD17或者READ_SINGLE_BLOCK 开始一个块读，完成后返回到传输状态。

CMD18或者READ_MULTIPLE_BLOCK启动一个连续的多块操作。

块会被连续的传输，直到一个stop命令。

stop命令那，由于一系列的命令，有一个延迟，数据传输会在收到结束命令后结束。

如果主机用了多个块以及块的部分作为一个累加传输长度，而这个长度不是块对齐的。

卡会在第一个没有对齐没有对齐的块上，检测到块非对齐错误，在状态寄存器中设置ADDRESS_ERROR位，中断传输，并且在数据状态等待停止命令。

下面看下写数据的格式
其实那，这个数据传送格式，跟读的类似。

对于基于块的写数据传输，CRC被插入在每个数据块。

在这个操作之前那，卡会对接受到的数据块执行一个CRC检查，算法跟读的一样。

这个操作就阻止了写入数据的错误。

对于块写操作，我们单独来说说
块写入（CMD24－27，42，56），的意思是一个或多个块的数据从主机发送到卡，同时主机在每个块后面会挂1bit或4bits的CRC。

老san的卡那支持的块写入被块长度规定了，这个长度被CMD16设置，不管WRITE_BL_LEN设置为1k还是
2k bytes，都是512bytes。

下面有个表来说明这个事情
CSD值 | 当前块长度 | 写命令的开始地址
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
最大块长度 | 不对齐 | 部分的 |
WRITE_BL_LEN | | |
----------------------------------------------------------------
512bytes dis dis 512bytes n*512bytes
1-kbytes dis dis 512bytes n*512bytes
2-kbytes dis dis 512bytes n*512bytes
当前块长度是被CMD16来设置的，小于512是允许的。

如果WRITE_BL_PARTIAL是被允许的，那么小的块，即使是1byte也是被允许的。

如果CRC失败了，那么卡会丢弃数据，不写入，并将要传输的多个块也会被忽略，并且在DAT线上显示错误。

多块写入命令会被经常用到，因为速度比单块操作快得多。

如果host用了一个或几个块的部分，并且长度不是块对齐，而且块不对齐是不被允许的，那么卡会检查到块不对齐的错误，并且中止操作在不对齐的块操作之前。

卡会设置ADRRESS_ERROR错误在状态寄存器中，并且忽略进一步的和数据传输，在接受数据状态等待中止命令。

在写保护的区域写入数据会被中止。

在这个情况下，卡会设置WP_VIOLATION位。

对CSD寄存器编程不需要知道之前的块长度的设置，传输的数据还是有crc保护的。

如果CSD寄存器的一部分被存储在ROM中，那么这个不被改变的部分必须和收buffer中的对应。

如果不配对，那么卡会报错，并且不改变任何reg的值。

一些卡可能需要一个非常长的，不能预测的时间来完成一个块的数据写入。

当收完一个块的数据，并且crc检查ok，卡会把DAT0拉低，如果写buffer满了或者不能接受WRITE_BLOCK命令发送的新的数据。

这个时候host需要通过CMD13来查询卡的状态。

状态位READY_FOR_DATA表示了是否卡能接受新的数据。

如果卡不能接受数据，那么主机可能通过CMD7释放此卡，这样卡就会进入非连接状态，并且在无需中断写操作的情况下释放DAT线（这样卡就可以自己偷偷的写了，而主机也去干别的事情了）。

当主机重新选择这个卡的时候，需要通过拉低DAT 来看是不是写入还在进行来检查busy。

实际上啊，主机可能执行同时的写入给几个卡，通过inter－leaving的技术来完成（其实这就是SSD的雏形了），interleaving可以通过别的卡忙的时候来分别操作每个卡。

这个操作是通过CMD 和DAT0－3来完成的。

（再多说一句，对于SSD，flash完全在忙，host可以在sdram开始往nandflash写数据的时候闪人，去干别的事情，而flash的dma或者master来完成写入的事情。

host就可以去命令其他的空闲flash来写入）。

发送写模块的数目？号码！
由于系统采用流水线的机制来控制数据管理，在一些情况，如果一个多块写操作中间发生了错误，系统不知道最后那个写好的块是哪个。

而卡会相应ACMD22一个带有写好的块的号码（这个号码应该是卡的编号）。