1、MMC、SD卡、eMMC介紹

1.1、三者關聯

(1)最早出現的是MMC卡，卡片式結構，按照MMC協議設計。（相較于NandFlash芯片來說，MMC卡有2個優勢：第一是卡片化，便于拆裝；第二是統一了協議接口，兼容性好。）
(2)后來出現SD卡，兼容MMC協議。SD卡較MMC有一些改進，譬如寫保護、速率、容量等。
(3)SD卡遵守SD協議，有多個版本。多個版本之間向前兼容，SD卡除了支持SD協議還支持SPI協議。
(4)iNand/eMMC在SD卡的基礎上發展起來，較SD卡的區別就是將SD卡芯片化了（解決卡的接觸不良問題，便于設備迷你化）。
(5)iNand和eMMC的關聯：eMMC是協議，iNand是Sandisk公司符合eMMC協議的一種芯片系列名稱。
總結：MMC卡、SD卡、eMMC卡是一脈相承的，并且都是向前兼容，所以在Soc中都是用SD/MMC控制器去操作。SD/MMC控制器在初始化時會通過發命令去判斷當前接的是哪種卡、哪個版本的協議，然后再進行相應的操作。SD卡和eMMC卡在時序操作上幾乎一樣，在物理接線上有些差別，后面就以SD卡來進行講解。

1.2、三者相同點

(1)組織框架：都是存儲介質+控制電路，向外提供統一的接口；
(2)存儲介質都是NandFlash；

1.3、三者區別

(1)接口協議不同：MMC卡是MMC協議，SD卡支持SD協議和SPI協議，eMMC卡/iNand支持eMMC協議，接口協議不同導致物理接線也不一樣；
(2)控制電路的功能不同，接口協議不同所以控制電路也不一樣；

1.4、和NandFlash的區別

(1)iNand和SD卡在儲存介質上都是使用的MLC的NandFlash，價格便宜；
(2)iNand和SD卡是在NandFlash的基礎上，完善了控制電路，控制電路可以進行ECC校驗、壞塊管理、提供統一的接口。NandFlash芯片在通信協議上不同一，導致兼容性很差；
(3)iNand接口電路還提供了cache機制，所以inand的操作速度更快。

1.5、SD卡和iNand芯片的引腳差異

從上面的電路原理圖可以看出，SD卡和iNand的引腳幾乎一樣，差別就是iNand芯片的數據線是8根，而SD卡的數據線是4根，所以iNand支持8bit并行傳輸，SD卡最多支持4bit并行傳輸。

2、SD卡的結構框圖

(1)最上面是SD卡的引腳，可以看到有4根data線，1根cmd線，1根CLK線，其余是電源線和接地線；
(2)中間部分是控制電路，相當于一個狀態機，負責與主機通信和管理內部的存儲顆粒，主要包含接口控制器和寄存器；
(3)最下面的存儲器內核就是NandFlash存儲顆粒，負責存儲數據。使用的NandFlash存儲顆粒是MLC的。

3、SD卡的引腳

(1)SD卡有4根數據線，支持1bit和4bit模式，是并行接口；
(2)主機的SD/MMC控制器是通過CMD線給SD卡發命令；
(3)主機和SD卡是同步通信，主機通過CLK線把時鐘信號傳給SD卡；
(4)還有兩根接地線和一根電源線；

4、SD/MMC控制器

學習SD/MMC控制器主要就是熟悉相關寄存器的操作，并且SD/MMC控制器的寄存器很多，功能也很復雜，沒有對SD卡、eMMC卡了解很深入很多寄存器的說明是看不明白的。推薦的學習方法：根據操作SD卡的代碼，再結合SD卡數據手冊、SD/MMC控制器的寄存器說明去學習。

5、SD卡的操作模式

5.1、命令碼CMD和ACMD

(1)在SD卡協議中，命令碼是已經定義好的，在代碼里用宏定義去表示；
(2)命令碼分為CMDn(n代表1、2、3······)和AMDn(n代表1、2、3······)。CMDn是單命令命令，就是單獨發一個CMDn即可表示一個意思。ACMDn是一種擴展，就是發2個CMDn加起來表示一個意思。可以認為ACMDx = CMDy+CMDz,其中y一般是55；

5.2、命令響應模式

(1)SD協議里已經定義好了命令碼，主機去操作SD卡就是給SD卡發送相應的命令碼；
(2)主機和SD卡通信是一個周期一個周期進行的，每個周期都是主機給SD卡發命令，SD卡解析并執行命令，有的命令需要響應和數據，有的不需要；
(3)命令都是主機給SD卡發送的，在通過CMD線發送命令時需要先判斷CMD線是否忙，要等上一條命令執行完畢再發送新的命令；

5.3、SD卡的寄存器

SD卡的不同寄存器位數是不一樣的，具體含義要查看數據手冊，這里不做詳細的說明。

6、SD卡的初始化流程圖

(1)上電后SD/MMC控制器先發送CMD0和CMD8命令，然后根據SD卡返回的數據最終判斷當前連接的SD卡是采用的哪個版本的SD協議。

7、SD卡的狀態轉換

(1)這副圖是承接上面的初始化流程圖，SD/MMC控制器在得知SD卡的協議版本后會再發送CMD2和CMD3命令；
(2)這里描述的狀態轉換實際就是SD卡控制器的工作邏輯，SD卡控制器就相當于一個狀態機，根據主機發送的命令切換到不同的狀態執行不同的任務。
(3)剛開始SD卡是待命狀態(Stand by State)，然后就根據主機發送的命令在不同的狀態之間切換。

8、SD卡的SD模式和SPI模式

(1)SD卡支持SD卡協議和SPI協議，單片機操作SD卡通常用SPI協議，復雜Soc(帶SD/MMC控制器)一般用SD卡協議去操作SD卡；
(2)SD卡協議是6線制(4根數據線+CMD線+CLK線)，SPI協議采用4線制(2根數據線+CMD線+CLK線);
(3)SD卡的SD模式比SPI模式傳輸速率更快；

總結

以上是生活随笔為你收集整理的芯片的SD/MMC控制器以及SD卡介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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