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SD4.0协议标准完整版历史版本日期版本与前版对比主要变化2000.3.221.00基本版本（草稿）2001.4.151.01首次发行版本2004.10.151.10版本1.01+增补版本1.01e（2004.3.21）新增CMD6（切换功能命令），以及新的命令系统中保留的CMD34-37,50和57新增告诉模式（最高25MB/s读写速率）新增电子商务命令和厂商自定义命令2006.5.092.00版本1.10+对版本1.10追加的注释新增高容量SD卡定义（最高32GB）2009.4.163.00以下是版本2.00新加的(1)物理层版本2.00(2)支持扩展容量卡(SDXC)(3)支持超高速I（UHS-I)(4)更新速度等级规范(5)新增SetBlockCount命令（CMD23)2010.2.183.01版本3.01中的更改：(1)追加的注释版本1.00(2)更新第一章中的描述(3)更新图4-23到4-37以及7-14到7-21使其更准确对最终版本额外的说明：√SPI模式下最大电流为100mA(表3-5）√CMD15可以在数据传输模式下发送（图4-1）√如果不支持速度等级（XPC=0)，则表示Class0为默认√在CMD6中只有功能组2具有Busy状态√如何设置SD_SPEC及SD_SPEC3（140页SCR）√SCR中bit33-32为CMD_SUPPORT(140页SCR）√SPI模式下只支持CPRM安全性（175页7.2.12）2011.5.304.00以下是版本4.00中新增的：(1)支持UHS-II接口(2)采用功率消耗和功率限制(3)附录增加主机电源网络(4)更改物理层版本3.01注：本文是在网络流传的“沙贝@中科创达”SD2.0协议标准完整版的基础上，增加了SD4.0内容。文中正文标注红色表示是SD4.0新增内容；标题标注红色表示为该标题以下的内容都是SD4.0新增加的。关于UHS-II内容，有另外的翻译版本。风语者2016于西安1、总体描述Sd存储卡，是为了满足安全、容量、性能、和环境需求的新型音视频电子存储卡。Sd卡包含一个内容保护机制，符合SDMI标准，并且有更快的速度和更高的容量。Sd卡的安全系统采用双向认证和“新密码算法”来防止卡的内容被非法使用。也可以对用户自己的数据进行非安全访问。SD卡也支持基于常用标准的第二安全系统，比如ISO-7816，这样就可以用于将SD卡连接到共用网络和其他系统，来支持移动电子商务和数字签名的应用。除了SD卡外，还有SDIO卡。SDIO卡规范在一个单独的规范中定义，命名为“SDIO卡规范”（可以从SD协会得到）。SDIO规范定义了一个SD卡可能包含不同的IO单元同SDhost之间的接口。SDIO卡可以包含存储功能，以及IO功能。SDIO卡的存储部分应该完全兼容SD卡规范。SDIO卡基于并兼容SD卡。这种兼容包括机械、电气、电源、信号和软件。Sdio卡的意图是为移动电子设备在低功耗情况下提供高速数据读写。一个主要目标是一个IO卡插到非SDIO主机中，不会引起物理损坏或者设备和软件的中断。这种情况下IO卡应该被简单的忽略掉。一旦插入一个SDIO主控，卡的检测将以常规的方法描述，即带有SDIO规范扩展的SD卡规范SD卡通信是基于9-pin接口(时钟，命令，数据x4，电源x3)，设计在最大50M频率以及低电下工作。通信协议是本规范的一部分。SD规范分为几个文件：图1.1SD规范文件●音频规范这个规范，以及其他应用规范，描述了一个特殊应用的规范(本文档是音频应用)，以及实施需求●文件系统规范这个规范描述了存储在sd卡上的数据的文件格式化结构的规范(保护和非保护区域)●安全规范这个规范描述了内容保护机制和支持的特殊应用命令●物理层规范(本文档)这个规范描述了sd卡使用的物理接口和命令协议。这个文档的目的是定义sd卡以及它的环境和处理。这篇文档被分为了几个部分：第3章是关于系统概念的概述第4章描述了常见SD卡特点。这种描述定义了卡的整体性能，我们建议看产品文档第5章描述了sd卡寄存器第6章定义了sd卡的硬件接口的电气参数。版本2.00中机械性能的描述被转移到标准尺寸描述附录中。有三种基于形状的尺寸：（1）标准尺寸（2）miniSD（3）microSDUHS-II接口描述在UHS-II文档中定义。用于嵌入式应用的不可移动的memory器件的定义在eSD中。这个文档中，“shall”和“will”表示一个标准的强制性规定。“should”表示一个条款，建议但不强制。“may”是指一个特征(feature)，可能存在或不存在(看使用者选择)，它的存在并不影响依存性●Mc-EX接口规范SD卡规范的A1部分作为SD卡物理层规范的扩展，提供了所有传输移动商务扩展(MC-EX)命令包所需要的定义。（从Mc-EXhost到Mc-EX使能SD卡，或者反向传输）●SDIO规范SDIO卡及SDIO规范是基于物理层规范的扩展和更改，该规范定义在E1部分SDIO规范中。2、系统特征●针对便携式和固定式应用●存储容量：（1）标准容量SD卡（SDSC）：最高达到2GB（2）高容量SD卡（SDHC）：大于2GB且最高达32GB（3）扩展容量SD卡（SDXC）：大于32GB且最高达2TB●电压范围：高电压SD卡-工作电压范围：2.7-3.6VUHS-IISD卡-工作电压范围：VDD1:2.7-3.6V，VDD2:1.70-1.95V●专为只读和读/写卡●总线速度模式(使用4条并行数据线)（1）默认模式：3.3V，最高最高25MHz,最高速度12.5MB/sec（2）高速模式：3.3V，最高频率50MHz,最高速度25MB/sec（3）SDR12:UHS-I1.8V，最高频率25MHz,最高速度12.5MB/sec（4）SDR25:UHS-I1.8V，最高频率50MHz,最高速度25MB/sec（5）SDR50:UHS-I1.8V，最高频率100MHz,最高速度50MB/sec（6）SDR104:UHS-I1.8V，最高频率208MHz,最高速度104MB/sec（7）DDR50:UHS-I1.8V，最高频率50MHz,双时钟沿采样，最高速度50MB/sec（8）UHS156:UHS-II1.8V，RCLK频率范围26MHz-52MHz,最高速度1.56Gbps每通道(perlane)●切换功能命令支持总线速度模式，命令系统，驱动强度，和未来的功能●存储区域错误改正●读取操作过程卡被移除，不会损坏内容●内容保护机制-符合SDMI标准的最高安全标准●卡密码保护(CMD42-LOCK_UNLOCK)●机械开关的写保护功能●内置写保护功能(临时和永久)●卡检测(插入/拔出)●应用特殊命令●轻松擦写机制●通信信道的协议属性SD卡通信信道6线通信信道(时钟，命令，数据x4)错误保护数据传输单块或多块的定向数据传输●SD卡形状有三种形状的卡：标准尺寸的SD卡：见Part1标准尺寸SD卡miniSD卡：见Part1miniSD卡MicroSD卡：见Part1microSD卡●SD卡标准尺寸2.1mm和1.4mm本规范的所有特征都是基于标准尺寸的SD卡3、SD卡系统概念SD卡提供给应用设计者一个低成本的存储设备（支持高安全级别的内容保护的可插拔卡），以及一个简洁，易实现的接口。SD卡可以分为几个等级(class)，他们提供的功能不同(功过D卡系统命令的子集提供)一个SD卡系统包含SD卡，总线，以及主机/应用。不过主机及应用的说明不在本文档中。接下来的各节提供了卡的概述，总线拓扑，SD卡系统的通信协议。内容保护系统描述在文档“SDMemoryCardSecuritySpecification”中。3.1读写属性以读写属性来说，有两种SD卡：●读写卡(闪存，一次可编程-OTP，多次可编程-MTP)这些卡一般是空白媒体卡卖出，用于存储含量数据，终端用户视频，音频或者数字图像●只读卡(ROM)这些卡是用固定内容制作的卡。他们通常用软件，音频视频的分发媒体。3.2支持电压以电压来说，有两种SD卡：●高电压SD卡，可以工作在2.7-3.6V●UHS-IISD卡，可以工作在低电范围VDD1:2.7-3.6V,VDD2:1.70-1.95V3.3卡容量3.3.1用户区和保护区SD卡有两个独立的区域：用户区和保护区。用户区是主要的存储区域，而保护区可以在身份验证后访问。身份验证的内容在Part3安全规范中定义。卡容量是指用户区和保护区容量的总和。3.3.2卡容量分类以容量来说，有三种SD卡：●标准容量SD卡（SDSC），支持最大2GB（231bytes）的容量。所有的物理规格文档都会定义这种●高容量SD卡（SDHC），支持超过2GB（231bytes）的容量，最高达32GB。该类型卡在版本2.00中定义。●扩展容量卡（SDXC），支持超过32GB（235bytes）的容量，最高达2TB。注释:1“Part1物理层规格V3.0版或更新版”以及“Part2文件系统规格V3.0版或更新版”允许标准容量SD卡最大2GB，高容量SD卡最大32GB，以及扩展容量SD卡最大2TB。2Host如果可以读写2GB到32GB的SD卡，那么它应该也可以读取2GB或更小的卡。3Host如果可以读写32GB到2TB的SD卡，那么也应该可以读取32GB或者更小的卡。3.4速度等级我们定义了5个速度等级，来表示卡的最小速率：●Class0–这种卡不定义具体性能，代表了这个规范出来之前的所有卡●Class2–最小2MB/s的性能（默认速度模式）●Class4–最小4MB/s的性能（默认速度模式）●Class6–最小6MB/s的性能（默认速度模式）●Class10–最小10MB/s的性能（高速模式）高容量SD卡应该支持速度等级规格，并且最小要到Class2。注意：性能单位是[MB/sec]表示1000x1000[byte/s]，而数据大小的单位MB指的是1024x1024Byte。这是因为最大SD总线速度是由最大SD时钟频率决定的（在50MHz频率下，25MB/s=25000000Byte/s），而数据大小是基于存储范围（2的次幂）。3.5总线拓扑SD卡系统定义了三种通信协议：SD，SPI和UHS-II。主机系统可以选择任意一种。当收到reset命令的时候，SD卡通过主机的信息来决定使用何种模式，并且之后的通讯都会使用相同的模式。不推荐多卡槽用共同的总线信号。一个单独的SD总线应该连接一个单独的可移除的SD卡。UHS-II支持多个器件通过环形（Ring）或Hub拓扑连接（参见3.5.3）。3.5.1SD总线图3-1SD卡总线拓扑SD总线包含下面的信号：CLK：时钟信号CMD：双向命令/响应信号DAT0-DAT3：双向数据信号Vdd，Vss1，Vss2：电源和地信号在默认速度下，SD卡总线有一个主(应用),多个从(卡)，同步的星型拓扑结构(图3-1)。时钟，电源和地信号是所有卡都有的。在高速模式和UHS-I模式下，SD卡总线有一个主机（应用）一个从（卡），同步的点对点拓扑。命令(CMD)和数据(DAT0-3)信号是根据每张卡的，提供连续地点对点连接到所有卡。在初始化时，处理命令会单独发送到每个卡，允许应用程序检测卡以及分配逻辑地址给物理卡槽。数据总是单独发送(接收)到(从)每张卡。但是，为了简化卡的堆栈操作，在初始化过程结束后，所有的命令都是同时发送到所有卡。地址信息包含在命令包中。SD总线允许数据线的动态配置。上电后，SD卡默认只使用DAT0来传输数据。初始化之后，主机可以改变总线宽度(使用的数据线数目)。这个功能允许硬件成本和系统性能之间的简单交换。注意：当DAT1-DAT3没有使用的时候，相关的主机DAT先应该被设置为输入模式。SDIO卡DAT1和DAT2用于信令。3.5.2SPI总线SD卡的SPI兼容通信模式是用来同SPI信道通信，主要是用在市场是哪个的各种微处理器。模式选择是在上电后的第一次reset命令期间，并且只要不断电就不能改变。SPI标准只是定义了物理连接