SD卡初始化

SD卡初始化
1 寄存器介绍
SD卡内部有7个寄存器，分别为：OCR、CID、CSD、SCR、RCA、CSR和SSR寄存器（mmc卡没有SCR、SSR寄存器）。
OCR寄存器：OCR寄存器：32bit。这个寄存器存储了卡的VDD电压轮廓图。任何标准的SD卡控制器可以使用2V-3.6V的工作电压来让SD卡能执行这个电压的识别操作。OCR寄存器存储了在访问卡数据是所需的电压范围。OCR的第30位反映该卡是否为高容量卡。如图2-1：

CID寄存器： 128bit。包含了本卡的特别识别码（唯一ID号），这些信息是卡生产期间被编程，控制器不能修改它们的内容，具体内容如下图2-2：

CSD寄存器：128bit。这个寄存器保存着SD卡的详细信息，如块的大小、SD卡容量、文件系统等信息。在SD3.0协议中，CSD分为1.0版本和2.0版本。版本1.0对应着标准容量的SD卡（小于等于2GB），版本2.0对应高容量和超高容量的SD卡（大于2GB）。注：根据CSD寄存器版本号解决的问题：0077247
1.0和2.0CSD寄存器结构不同，如图2-3、2-4：

SCR寄存器：64bit。SD卡配置寄存器，mmc卡没有SCR寄存器。这个寄存器的内容由制造商在生产场内设置。定义了数据在擦除后的状态是’0’/’1’。描述了该卡支持的安全算法。描述该卡所支持的所有数据总线宽度。如图2-5：

RCA寄存器：16bit。RCA寄存器保存了在卡识别过程中卡发布的器件地址。该地址用在卡识别后主机利用该地址与卡进行通信。
CSR寄存器：卡状态寄存器

2 卡状态介绍
SD卡的工作模式分为：无活动模式、卡识别模式、数据传输模式
无活动模式：空闲状态
卡识别模式：卡在复位以后（CMD0）和收到SEND_RCA命令以前都处以此模式
数据传输模式：卡在第一次发布他们的RCA以后都处以数据传输模式
依赖关系如下图3-1：

3 CMD命令介绍
SD卡的CMD命令由6字节组成：
Byte1:命令号 01+命令号 比如CMD8  01001000
Byte2-5：命令参数，有些命令没有参数
Byte6：前7位为校验位，最后一位为停止位

CMD0 复位SD卡，重置所有卡到idle状态，参数为0
CMD1 设置SD卡到activate状态，也就是退出idle状态。（注意：在mmc卡中，CMD1命令作用为读取OCR寄存器，获取支持的电压值）。
CMD2 广播获取卡的CID信息
CMD3 广播分配SD卡的相对地址
CMD5 使卡进入或者退出sleep state
CMD6 切换功能（如切换到高速模式）
CMD7 根据获取的指定的RCA（卡的相对地址），选中SD卡，如果在选中的一个卡的状态下又选中其它的卡，那么之前的卡会自动取消选中，如果发送地址0，表示取消选中全部卡
CMD8 判断卡的类型（SD2.0，SD1.0，SDIO，mmc）
CMD9 读CSD寄存器（获取卡的存储信息，如块的大小，容量等）
CMD10 读CID寄存器（读取卡的唯一ID号）
CMD12 停止读多块时的数据传输
CMD13 读取卡状态寄存器（CSR）
CMD16 设置单个扇区的大小，一般为512字节一个扇区
CMD17  读单块
CMD18 读多块，直至主机发送CMD12
CMD24 写单块
CMD25 写多块
CMD27 写CSD寄存器（保存着SD卡的详细信息：块的大小，SD卡的容量大小，文件系统等内容）
CMD28 设置写保护的地址
CMD29 擦除写保护的地址
CMD30 向卡询问写保护位的状态
CMD32 设置擦除块的起始地址
CMD33 设置擦除块的终止位置
CMD38 擦除所选择的块
CMD52 设置四位传输模式
CMD55 发送特殊命令前需要先发送CMD55
ACMD6 设置SD卡的总线位宽。需要先读取SCR寄存器（SD卡配置寄存器，描述该卡所支持的所有数据总线宽度）
ACMD11 切换总线宽度
ACMD41 获取SD卡支持的电压值（OCR寄存器）ACMD51 获取SD卡SCR寄存器的值（SD卡配置寄存器，描述该卡所支持的所有数据总线宽度）

4初始化流程介绍
SD卡的初始化流程分为两个阶段：初始化阶段与识别阶段

上电
à( mmc_power_up(host, host->ocr_avail)
/*********************************************************************************初始化阶段开始
Idle
state
       （1）获取合适的工作电压
       Host发送CMD0命令进行复位
à( mmc_go_idle(host)
Host发送CMD8，告诉卡host可以支持SD2.0。卡收到CMD8命令后如果是是2.0的卡，会使能自己符合SD2.0的一些新功能（支持1.8V工作电压）
à( mmc_send_if_cond(host, host->ocr_avail)
Host发送参数为0的ACMD41，得到卡支持的工作电压范围
à( mmc_send_app_op_cond(host, 0, &ocr)
Host选择一个卡和host都支持的最低工作电压，并将host提供给卡的工作电压设置为这个值（后续就以这个工作电压重新复位（CMD0）开始对SD卡真正的初始化流程）
à( mmc_select_voltage(host, ocr)
              （2）重新复位，对Sd卡内部初始化
à( mmc_sd_init_card(host, rocr, NULL)
       à( mmc_sd_get_cid(host, ocr, cid, &rocr)
              Host发送CMD0命令复位
à mmc_go_idle(host);
              Host发送CMD8，高速卡host可以支持2.0的卡。如果是2.0的卡，会使能符合2.0的功能
à( mmc_send_if_cond(host, ocr)
Host发送带参数的ACMD41，发送给卡。参数里包含：host设置好的最低工作电压
              循环发送CMD55 +ACMD41,通过OCR寄存器第31 busy位判断卡内部是否初始化完成，当OCR寄存器的busy位（OCR寄存器的第31bit）为1时，SD卡内部初始化完成，卡进入ready state。
à( mmc_send_app_op_cond(host, ocr, rocr)
************************************************************************************/初始化完成
/**********************************************************************************识别阶段开始
       Ready state
              （1）Host根据ACMD41返回的rocr提取对应的S18A，如果为1，说明卡支持切换到1.8V。Host发送CMD11要求卡切换到1.8V的信号电压，同时host切换提供给卡的信号电压为1.8V。
à（mmc_set_uhs_voltage(host, pocr);）。
              （2）获取卡的CID值
              Host发送CMD2命令，要求卡回复其CID的值，一旦卡有回复后，卡进入到identification state。à(mmc_send_cid(host,
cid))
       Identification state
获取卡的RCA值
Host发送CMD3，要求卡回复其RCA的值（相对地址），一旦卡回复之后，卡进入stand-by state。
à( mmc_send_relative_addr(host, &card->rca))
******************************************************************************/识别阶段完成

/*****************************************************************************设置参数阶段
       Stand-by state
              （1）Csd寄存器中存储了SD卡的一些基础信息，host发送CMD9要求卡回复其CSD寄存器的值。
à( mmc_sd_get_csd(host, card)
              （2）Host发送CMD7，选中对应的卡，将卡切换到transfer taste。
à( mmc_select_card(card)
       Transfer state
à( mmc_sd_setup_card(host,
card, oldcard != NULL)(卡片被识别并选择后，开始设置卡片)
（1）Host发送ACMD51，要求卡回复其SCR（SD configuration register）寄存器的值。
à(mmc_app_send_scr(card)
（2）发送ACMD13，要求卡回复其SSR（SD state register）寄存器的值。
à(mmc_read_ssr(card)
（3）Host发送CMD6读取SD卡switch status，通过card switch status可以得到card支持的总线速度模式以及驱动强度类型。(mmc_read_switch(card)
à( mmc_sd_setup_card(host, card, oldcard != NULL)
              （4）切换总线宽度：
à(
mmc_sd_init_uhs_card(card)(切换到高速工作模式)
Host发送ACMD11，要求卡将总线宽度切换到4bit模式。
à(mmc_app_set_bus_width(card, MMC_BUS_WIDTH_4)
设置host自身的总线宽度为4bit模式。
à(mmc_set_bus_width(card->host, MMC_BUS_WIDTH_4)
              （5）选择合适的总线速度模式，驱动强度
              Host从卡和host都支持的总线速度模式中选择一个最优的模式。(sd_update_bus_speed_mode(card)
              （6）Host根据选择的总线速度模式，来选择对应的驱动类型及限流值，通过CMD6切换。à(sd_select_driver_type(card,
status) 
à(sd_set_current_limit(card, status)
              （7）Host发送CMD6，要求卡切换到对应的总线速度模式上。
à(sd_set_bus_speed_mode (card, status)
              （8）执行tuning操作（调整采样点使两个时钟频率匹配）
à( mmc_execute_tuning(card)
***********************************************************************************/到这个地方整个SD卡初始化就已经完成