[发明专利]一种SD卡硬件控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种SD卡硬件控制装置，包括Avalon主端口、Avalon从端口、寄存器组、CRC7校验模块、CRC16校验模块和状态机，其特征在于寄存器组包括状态移位寄存器、控制寄存器、中断使能寄存器、内存地址寄存器和数据移位寄存器，Avalon主端口和寄存器组中的数据移位寄存器相连接；Avalon从端口分别和寄存器组中的状态移位寄存器、控制寄存器、中断使能寄存器及内存地址寄存器相连接；CRC7校验模块分别和寄存器组中的状态移位寄存器和控制寄存器相连接；CRC16校验模块和寄存器组中的数据移位寄存器相连接；状态机分别和寄存器组、CRC7校验模块及CRC16校验模块相连接。Avalon主端口和外部的SDRAM控制器相连接；Avalon从端口和外部的Nios Ⅱ处理器相连接；SD卡硬件控制装置通过数据线、控制线和SD卡相连接。

2.一种如权利要求1所述的SD卡硬件控制装置对SD卡进行控制的方法，步骤如下：

（1）在Nios ⅡIDE开发环境下编写SD卡硬件控制装置的设备驱动函数，设备驱动函数通过对寄存器映像的操作实现与硬件控制装置的通信，完成对SD卡的初始化和读写操作，这些设备驱动函数包括file_list，cluster_search，read_SD，write_SD函数；

（2）根据上一步编写的设备驱动函数，构造出SD卡FAT16文件系统的API函数，为应用层的开发提供标准的API函数接口，这些API函数包括f_mount，f_open，f_write，f_read，f_delete函数；

（3）调用上一步构造的API函数，即能在SD卡中创建文件、读写文件及删除文件，完成对SD卡中FAT16文件的操作，并能使SD卡直接与电脑的操作系统交换文件；

（4）对硬件系统上电复位，包括对SD卡进行初始化，使SD卡进入工作状态；

（5）Nios Ⅱ处理器将要读写的扇区号、读写的方式、内存的起始地址以及要读写的扇区个数信息发送给SD卡硬件控制装置，该装置将其转换为符合SD卡物理层标准的SD卡命令格式并送到SD卡；

（6）SD卡硬件控制装置接收SD卡返回的应答信号，将有效信息寄存到状态寄存器中，Nios Ⅱ处理器通过Avalon从端口读取这些信息，从而获知SD卡的状态；

（7）启动SD卡的读写，此时读写由Avalon主端口控制，读写过程在SD卡和SDRAM之间进行：

a.首先读取SD卡的FAT表和FDT表，将非空目录项组成一个链表，通过遍历链表得到根目录下所有文件和文件夹信息；

b.读取文件时先从FDT表中获取该文件起始簇号信息，然后根据FAT表得到文件的簇链；

c.由此簇链找到文件的对应扇区；

d.读取这些扇区的内容即是文件的内容，写入文件的方法与此类似；

（8）判断读写是否完成，是则结束任务，否则转入步骤（5）。