SD卡功能描述

所有主机和SD卡间的通信都是由主机控制的，这和USB是一致的，例如：U盘并没有主动通知USB控制器的能力，USB鼠标也没有主动通知USB控制器的能力，当然，SD卡也是没有主动通知SD控制器的能力的。

主机发送的命令有两种，一种是一对多，另一种自然是一对一了，他们分别是：

1.广播命令：广播命令发送给所有挂在SD总线上的SD卡，有一些广播命令需要SD卡作出响应。

2.寻址(点对点)命令：寻址命令只发送给具有相应地址的卡，并需要找到的那张卡返回一个响应。

SD卡有两种模式，一种是卡识别模式，另一种是数据传输模式。

1.卡识别模式：在重置(reset)后，当主机查找总线上的新卡时，处于卡识别模式。重置后SD卡将始终处于该模式下，直到收到SEND_RCA命令(CMD3)。

2.数据传输模式：当卡收到RCA(CMD3)后，卡就会进入数据传输模式。

总的来说，卡二种操作模式，有10种状态，这两种操作模式十种状态贯穿了整个协议的精华，所以我们有必要来认识一下。

下面我们将对SD3.0的卡初始化识别模式的流程进行翻译，这段翻译比较枯燥无味，但是没办法，确实比较复杂，不仔细啃啃英文就难以理解这流程是怎么搞的。

卡识别模式：

在卡识别模式，主机重置所有处于卡识别模式的SD卡，检验操作电压范围，识别卡，并请求卡发送相对卡地址(RCA)。这些操作都是在各自的CMD线上完成的。在卡识别的过程中，卡的操作频率应该在Fod下。

卡复位：

发送GO_IDLE_STATE(CMD0)到SD卡后，除处于非活动状态（Inactive state）之外的SD卡都会进入空闲状态（Idle state）；在Idle状态，SD卡的CMD线处于输入模式，默认相对地址为0x0000，默认驱动寄存器设定为最低速度，最大驱动电流能力。

工作条件检测：

在控制器和SD卡进行任何通信之前，控制器不清楚SD卡支持的工作电压范围，故而控制器首先使用默认的电压发送一条reset指令（CMD0），紧跟着的CMD8指令，用于取得SD卡支持工作电压范围数据。SD卡通过检测CMD8的参数部分来检查控制器使用的工作电压，控制器通过分析回传的CMD8参数部分来校验SD卡是否可以在所给电压下工作。如果SD卡可以在指定电压下工作，则它回送CMD8的命令响应字，其中包含check voltage, check pattern。如果SD卡不支持所给电压，则SD卡不会给出任何响应信息，并继续处于Idle状态。在PLV2.0(physical layer version2.0)下，在首次执行ACMD41之前，必须执行CMD8指令，用以初始化SDHC卡，SDHC卡根据是否接收到CMD8指令来鉴别控制器是否支持PLV2.0协议。使用低电压的控制器也必须在ACMD41命令之前发送CMD8，避免可以工作在两种电压模式下的SD卡因为没有接收到CMD8， 而默认工作在高电压环境下，被误认为是只支持高电压工作模式。
SD_SEND_OP_COND(ACMD41)命令的目的是给予SD卡控制器一个识别SD卡是否可以在所给Vdd范围下工作的机制，如果SD卡无法在指定Vdd范围内工作，则它会进入非活动状态（Inactive state）。要注意的是，ACMD41是应用相关型命令，因而，每次发出的ACMD41命令都必须紧跟在一条APP_CMD（CMD55）命令之后。在空闲态（Idle State）下使用的CMD55命令使用默认的卡相对地址（RCA）0x0000。

卡初始化和识别过程：

SD卡的初始化开始于接收到ACMD41指令之后，ACMD指令的HCS（Host Capacity Support）位如果设定为1的话，表明控制器支持SDHC卡，否则表示不支持。
在CMD8命令发送之后的ACMD41指令其功能有所扩展，在参数里多了HCS部分，在响应里面多了CCS（Card Capacity Status）部分。HCS参数会被不响应CMD8命令的SD卡所抛弃。控制器向不响应CMD8的卡发送ACMD41指令时，HCS位应该设置为零0。如果向SDHC卡发送HCS位为0的ACMD41命令，SDHC卡返回的响应，其busy标识位永远为0，代表忙状态。HCS标识位用来表明SD卡是否已经完成初始化，如果未完成，HCS为零，否则为1，如果HCS为0，控制器会重复发送ACMD41指令，SD卡只检查首次接收到的ACMD41指令的HCS位。
响应CMD8的SD卡发送的对于ACMD41指令响应会包含CCS部分，控制器只检查HCS标志位为1的响应所包含的CCS位。CCS=1表明其为SDHC卡，否则为标准SD卡。
控制器随后发送ALL_SEND_CID(CMD2)命令，查询各个卡的CID（unique card identification）值，还没有被识别的SD卡（处于Ready状态）会发送CID值作为响应，发送完CID值之后，SD卡进入识别状态（Identification state），然后控制器发送CMD3（SEND_RELATIVE_ADDR）命令，要求各个SD卡发送一个新的相对地址（RCA），RCA在之后的数据传输模式中用于寻址。RCA发送完之后。SD卡进入Stand-by状态，在这个状态，如果控制器想要给SD卡分配一个新的RCA，它可以发送另一条CMD3命令给SD卡。最后发布的RCA为SD卡的真实RCA。

卡的初始化和识别流程具体如下(SD模式)：

总结一下流程：

当host上电后，使所有的卡设备处于卡识别模式，完成设置有效操作电压范围，卡识别和请求卡相对地址等操作。
1、发送指令CMD0使卡设备处于idle状态；

2、发送指令CMD8，如果卡设备有response，说明此卡为SD2.0以上；

3、发送指令CMD55+ACMD41，该指令是用来探测卡设备的工作电压是否符合host端的要求；在发送ACMD41这类指令之前需要先       发送CMD55指令，在SDIO中ACMD41指令被CMD5替代。

4、发送指令CMD11转换工作电压到1.8V；

5、发送指令CMD2获取CID；

6、发送指令CMD3获取RCA(relative card address)

好了，这篇文章就聊到这里，是否对SD卡的初始化和识别过程有了更清晰的了解呢？这只是协议上的流程，具体的代码实现我们后面再慢慢分析，千万不能急呀~~