本文主要是介绍SD卡及接口设计基础,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
要了解SD卡的设计规范,咱们必须从SD卡的分类讲起。一般有两种分类方式。一种是根据卡容量来分类。分为标准卡(SDSC)、高容量卡(SDHC)、扩展容量卡(SDXC)。SDSC不超过2GB,支持所有的SD协议。SDHC不超过32GB,但大于2GB,知识SD2.0协议。SDXC不超过2TB但大于32GB,支持SD3.0协议。另一种根据卡的速率来分类,如SDR104,即支持最大传输速率为104MB/S,时钟频率为208MHz,供电1.8V。SDR50、SDR25、SDR12类别以上,不再赘述。DDR50与SDR50相比其最大时钟频率为50MHz。high speed类型同SDR25,但供电为3.3V,default speed类型同SDR12,供电为3.3V。
对于设计来讲,无非有两种情况,即按照客户需求,是否支持热插拔。
我们都知道,SD卡信号是有VDD,CLK,DATA0~3,CMD,GND组成。但是支持热插拔的话需要增加中断检测pin即detect,接到卡座的硬开关上。
对于识卡流程,支持热插拔的话,会先去检测DETECT上的电平,当卡插入时电平会被拉低。不支持热插拔卡可自动省去这一步骤,直接会给SD卡上电3.3V(某些平台或SD3.0上电前可能会有一个低电平持续时间,bring up时需要注意)如果检测不到卡系统会直接关闭供电。检测到后CPU会发送CMD信号给到SD,SD收到后会做ACK应答给到CPU,从而实现和CPU的通信建立。
那我们设计的时候应该注意什么呢?重点来了。
DATA0~3作为信号传输,需要尽可能保证干扰最小,因此最好预留0欧姆电阻串接以供调试。当然出现干扰问题时,也可以尝试调整驱动电流。SD卡单信号线小于100mm,DATA,CLK,CMD信号组间差值控制7mm以内,同时此类信号线需要做包地处理,减少其他信号干扰。SD2.0驱动电流200mA,输出电容1uF,SD3.0,S/DDR50:400mA,2.2uF。SDR104需要800mA的驱动电流,4.7uF输出电容滤波。因此要注重走线的过流能力。
那对于SD卡设计需要验证其功能是否正常,也需要以下的考量。
我们需要测试SD卡的接口协议,对照SPEC判断正确与否。同时也需要测试每个管脚的抗浪涌能力,以及静电测试。如果卡支持热插拔的话,还要测试热插拔功能是否正常,最好能量出具体波形测量。
当然,SD卡出现故障时,我们需要通过专业能力迅速定位问题。
首先我们得排查是不是单体问题,因此需要和其他机器作对比。同时测量出SD卡信号的对地阻抗,与正常卡作比较,最好再能用二极管档也做测试,看看是不是卡座虚焊等原因导致。再往后,用示波器测试识卡流程是否正常,若不正常可能是CPU存在问题,同时抓取log给软件分析。
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