SD2.0 Specification之SD卡寄存器(Card Register)

本文章主要讲解SD2.0的各个卡寄存器(Card Register)，基础概念和其它内容请参考以下文章。
SD2.0 Specification简述

每一张SD卡都有一系列SD卡寄存器，这些寄存器包含了SD卡的各种信息，每个寄存器描述的内容信息大体如下图所示

CID(Card IDentification)

CID大小为128 bits，主要包含的是上电识别过程中会用到的一些身份信息，这个过程是通过CMD2命令来获取CID的（详情参考文章：SD2.0 Specification之上电初始化），每一张可写可读卡都有自己唯一的身份信息，下图是CID各个域的大小及含义。
CID Fields

MID
制造商的ID编码，只有8 bits大小，这个编码号由SD-3C, LLC组织控制和分配，确保唯一性。
OID
2个字符大小的OEM/Application ID，也是由SD-3C, LLC组织控制和分配，确保唯一性。
PNM
生产名，5字节大小的字符串。
PRV
生产版本号，8 bits大小。如0110 0011表示版本6.2
PSN
序列号，32 bits。
MDT
生产日期，12 bits。[19:12] 表示年，0表示2000年； [11:8]表示月，1表示1月。如00000001 0100表示2001年4月。
CRC
对前面120 bits进行CRC7计算所得的校验值。

RCA是SD卡在上电识别过程告诉主机的寻址地址，主机在拿到该地址后可以通过该地址单独访问该卡。这个地址值默认是0，主机可以通过发CMD3命令让SD卡修改RCA。

这个寄存器跟输出驱动力有关，是可选的，SD卡不一定有实现相关功能，CSD里有定义是否支持DSR。默认值是0x0404，可通过CMD4修改该寄存器。
DSR内容

CSD数据结构有2个版本，分别是1.0和2.0，1.0对应的是SD1.x标准的卡或者SD2.0的标准容量卡，2.0对应SD2.0标准的大容量卡。

CSD V1.0

CSD Version 1.0

最大访问时间Nac(max)= 100* ((TAAC * fpp) + (100 * NSAC)) ， fpp是接口时钟频率，该公式是针对标准容量卡的。大容量卡的读访问时间固定不能超过100ms。

NSAC
读访问时间计算所需的一个数值。
TRAN_SPEED
表示每一根DATA线上的最大传输速率。

这个值通常是32h或5Ah，0_0110_010b (32h) 刚好表示最大操作频率是25MHz。0_1011_010b (5Ah) 刚好表示最大操作频率是50MHz，在使用CMD6切换或者CMD0复位后，该值会被切换到32h。
CCC
表明SD卡支持哪些类别的命令，对应的位置1表示支持相应类别的命令。
READ_BL_LEN
最大块读长度。
READ_BL_PARTIAL (always = 1 in SD Memory Card)
总是支持块部分读，最小块读是1字节。
WRITE_BLK_MISALIGN
定义一个命令要写入的数据块是否可以分布在设备的多个物理块上。0表示不允许，1表示允许。
READ_BLK_MISALIGN
定义一个命令要读出的数据块是否可以分布在设备的多个物理块上。0表示不允许，1表示允许。
DSR_IMP
定义是否存在DSR需要执行。0表示没有，1表示有。
C_SIZE

卡容量 = BLOCKNR * BLOCK_LEN 
BLOCKNR = (C_SIZE+1) * MULT 
MULT = 2 ^ C_SIZE_MULT+2 ,(C_SIZE_MULT < 8) 
BLOCK_LEN = 2 ^ READ_BL_LEN, (READ_BL_LEN < 12)

VDD_R_CURR_MIN, VDD_W_CURR_MIN
VDD_R_CURR_MAX, VDD_W_CURR_MAX
C_SIZE_MULT
与前面计算容量相关。
ERASE_BLK_EN
这1 bit决定擦除操作的单位粒度。一种是以512 byte为单位，擦除的时候擦除一个或多个512 byte大小的块，一种是以扇区(SECTOR_SIZE)为单位，扇区(SECTOR_SIZE)记录的是块数量，在这种情况下，擦除操作擦除的是一个或多个扇区(SECTOR_SIZE)的块。

ERASE_BLK_EN = 0，擦除其实地址是5，结束地址是40，SECTOR_SIZE = 31 ，那实际的擦除效果就是地址0~63的数据都将被擦除。即擦除地址所涉及的扇区都会被擦除。
在这里插入图片描述

ERASE_BLK_EN = 1，擦除其实地址是5，结束地址是40，那实际只有地址5~40的数据块被擦除。
在这里插入图片描述

SECTOR_SIZE
记录每个擦除扇区的块数量。该值为0表示1个扇区包含一个块，该值为127时表示1个扇区有128个块。
WP_GRP_SIZE
记录一个写保护组的扇区数量。该值为0表示1个写保护组包含一个扇区，该值为127时表示1个写保护组有128个扇区。
WP_GRP_ENABLE
0表示没有写保护组。
R2W_FACTOR
定义典型块写时间为块读时间的倍数关系，具体如下。
WRITE_BL_LEN
最大块写长度，WRITE_BL_LEN和READ_BL_LEN总是相等的，具体含义如下图所示
WRITE_BL_PARTIAL
是否支持块部分写。
WRITE_BL_PARTIAL=0表示只支持块写，块大小由WRITE_BL_LEN决定
WRITE_BL_PARTIAL=1表示支持小块写，最小可以只有1 byte。
FILE_FORMAT_GRP
表示所选文件格式组，与下面的FILE_FORMAT共同组成完整信息
COPY
表明内容时原始数据(COPY=0)还是拷贝数据(COPY=1)，这1 bit只能写1次。
PERM_WRITE_PROTECT
表示卡内容是不是永久写保护，0表示不保护。
FILE_FORMAT
表示文件格式，与前面的FILE_FORMAT_GRP组成完整含义。

更详细的信息在SD Memory Card File System specification里面。
CRC
对前面120 bits进行CRC7计算所得的校验值。