[发明专利]SD卡在SPI模式下传输自适应字节对齐的方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及SD（安全数码卡Secure DigitalMemory Card）卡领域，特别是涉及一种SD卡在SPI（Serial Peripheral Interface：串行外围设备接口）模式下传输自适应字节对齐的方法。本发明还涉及一种用于实现所述方法的硬件电路。

背景技术

SD卡被广泛应用于便携式设备的数据存储。SD卡通讯系统包括SD卡（从属设备，用于接收命令、数据，并返回响应）和SD主机（主设备，用于发起传输，发送命令、数据到SD总线）。根据SD协议规定，SD卡能够按照SPI模式进行通讯。在SPI模式下，信息传输需要四根信号线，分别是：

CS，SD主机发送给SD卡的片选信号；

CLK，SD主机发送给SD卡的时钟信号；

DataIn，SD主机发送给SD卡的比特流信号，包括命令、写数据等；

DataOut，SD卡返还给SD主机的比特流信号，包括响应、状态字、读数据等。

SD卡的SPI传输模式如图1所示，对于SD卡来说，DataIn信号为单向输入信号，用来接收来自SD主机的命令、数据。其中，命令包为SD主机发送给SD卡的命令，数据包为SD主机发送给SD卡的数据。DataOut信号为单向输出信号，用来返回响应、读数据、循环冗余校验状态字给SD主机。其中，响应包为SD卡返回给SD主机的响应，校验状态字和忙状态为SD卡返回给SD主机的数据循环冗余校验状态字和忙状态。

具体传输过程为：SD主机发送命令给SD卡，SD卡接收到命令后返回响应，并且根据该命令进行相应的操作。如果是写数据命令，SD主机在发送命令并收到SD卡的响应之后，开始发送写数据，SD卡在接收完一个完整的数据包（512个字节）之后返回一个循环冗余码校验状态字，以此来告诉SD主机该数据包是否正确接收。如果是读数据命令，SD卡在接收到命令之后先返回响应，然后发送读数据给SD主机。在读数据的最后部分为一个循环冗余码，SD主机以此判断是否正确接收到了读数据。

SPI模式的一个重要特征是字节（8个时钟周期）对齐传输，就是说所有在SD主机与SD卡之间传输的命令、响应、数据、循环冗余码校验状态字等信息包都必须与片选信号按字节对齐（起始位对应的计数器值为0，结束位对应的计数器值为7）。如图2所示，当片选信号拉低时，片选信号计数器按时钟信号上升沿开始计数，只有在每8个时钟周期的起始位置，SD卡才能够采样总线上的命令、数据，发送响应。DataIn信号线上收到命令包的起始位（“1”比特低电平，“a”位置箭头所指位置）时，片选信号计数器的值为0，并开始计数；当收到命令包结束位（“1”比特高电平，“b”位置箭头所指位置）时，片选信号计数器的值为7，结束计数。可见，该命令包（长度为48比特）是与片选信号以字节（8个时钟周期）的整数倍对齐的。同样地，SD卡返回的响应、数据等传输包也是与片选信号以字节的整数倍对齐的方式传输的。

但是，目前市场上存在的很多SD主机并没有严格按照协议所规定的那样，以与片选信号字节对齐的方式发送命令或者数据。如图3所示，当DataIn信号线上收到命令包的起始位(“1”比特低电平，“c”位置箭头所指位置)时，片选信号计数器的计数值为3；当收到命令的结束位(“1”比特高电平，“d”位置箭头所指位置)时，片选信号计数器的计数值为2；可见，该命令包（长度为48比特）并没有与片选信号以字节（8个时钟周期）对齐的方式传输。

这就导致了严格按照协议设计的SD卡无法正确接收此类SD主机发送的信息包，从而无法正确地通讯。因而，该SD卡产品在兼容性上就会存在较大的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种SD卡在SPI模式下传输自适应字节对齐的方法，使SD卡能够自适应地与片选信号字节对齐，提高SD卡的兼容性；为此，本发明还有提供一种实现所述方法的电路。

为解决上述技术问题，本发明的SD卡在SPI模式下传输自适应字节对齐的方法是采用如下技术方案实现的：SD卡在接受SD主机所发送的命令、响应和数据时并不考虑其信息包是否与片选信号按照字节对齐（信息包起始位对应的是片选信号计数器值为0），而是根据命令、响应和数据信息包的起始位和特征值来判断何时开始接收。

SD卡返回响应、数据和校验状态字等信息包时，在3比特片选信号计数器值为0时发送信息包的起始位，在该3比特片选信号计数器值为7时发送结束位。即以与片选信号按字节对齐的方式返回信息包。

实现上述方法的电路，包括：