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1、 广州致远电子股份有限公司 工工程技术笔记程技术笔记 逻辑分析仪在逻辑分析仪在 SD 卡中的应用卡中的应用 TN01010101 V1.00 Date:2014/07/10 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通(三三十十二二) （一）（一） 类别 内容 关键词 逻辑分析仪、SD 卡 摘 要 Technical Note 广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. i 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通 修订历史修订历
2、史 版本 日期 原因 V1.00 2014/07/10 创建文档 广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 1 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通 目 录 1. 引言 . 1 2. SD 卡简介 . 2 3. 解码分析 . 3 4. 总结 . 6 广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd
3、. 1 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通 1. 引言引言 我们现在处在信息时代里，数码相机，笔记本电脑等电子都已进入千家万户，这些设备 都离不开存储设备。存储设备从选数管，打孔卡，硒鼓，光盘，软盘，磁带，固态硬盘等的 变迁中，有一位成员在其中脱颖而出SD 卡。SD 卡以其大容量，低功耗，小巧轻便，热插 拔，价格便宜等特点，在如今的移动存储设备中占有重要的地位，比如现在的笔记本电脑， 数码相机，mp4 等数码产品，都无一例外的带有 SD 卡读卡器接口，方便用户使用。 今天我们就以广州致远电子出品的逻辑分析仪系列产品 LAB7504 为例， 介绍下其在 SD 卡设计中的应用。
4、广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 2 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通 2. SD 卡简介卡简介 SD 卡共支持三种传输模式：SPI 模式（独立序列输入和序列输出） ，1 位 SD 模式（独 立指令和数据通道，独有的传输格式） ，4 位 SD 模式（支持四位宽的并行传输） 。表 2.1 介 绍了数据率与模式的关系。 表 2.1 速度模式关系 速度 最大数据率 模式 低速卡速度 400kbps SPI 和 1 位 SD 高
5、速卡速度 100Mbps 4 位 SD 高速卡速度 25Mbps SPI 和 1 位 SD SD 卡 SD 模式的总线拓扑结构为：一个主机（如微控制器） 、多个从机（卡）和同步的 星形拓扑结构。所有卡共用时钟 CLK、电源和地信号。而命令线（CMD）和数据线 （DAT0DAT3）则是卡的专用线，即每张卡都独立拥有这些信号线。表 2.2 介绍了 SD 模式 下的信号功能。 表 2.2 SD 模式下信号线功能 信号线 功能描述 CLK 主机向卡发送的用于同步双方通信的时钟信号 CMD 双向的命令响应信号 DAT0DAT3 4 个双向的数据信号（MMC 卡只有 DAT0 信号线） VDD 电源正极，
6、一般电压范围为 2.73.6V VSS1、VSS2 电源地 在 SPI 模式下，主机使用 SPI 总线访问卡，微控制器在卡上电后的第 1 个复位命令就可 以选择卡进入 SD 模式或 SPI 模式，但在卡上电期间，它们之间的通信模式不能更改为 SD 模式。表 2.3 介绍了 SPI 模式下的信号功能。 表 2.3 SPI 模式下信号功能 信号线 功能描述 CS 主机向卡发送的片选信号 CLK 主机向卡发送的时钟信号 DataIn 主机向卡发送的单向数据信号 DataOut 卡向主机发送的单向数据信号 广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013
7、 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 3 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通 3. 解码分析解码分析 SD 卡的协议比较复杂，并且模式也比较多，每个模式里面的命令，响应行为，数据令 牌的 CRC 等也很复杂，如果在设计中，需要让研发人员对一个个逻辑电平进行解析，那效 率是实在太低了，并且也容易出错，广州致远电子有限公司出品的 LAB7504 逻辑分析仪带 有 SD 卡 SPI 模式，以及 SD 模式的插件解码工具，可以轻松的帮助工程师快速直观的分析 SD 卡总线上的命令以及数据等信息。下面分别介绍下两种模式的解码插件。
8、SD 模式模式 分别点击逻辑分析仪上位机【工具】 、 【插件管理器】 ，选择“SD 卡 SD 模式协议分析” 。 弹出 SD_SDMODE 设置对话框。按照采集 SD 卡的实际情况填写总线设置选项，本次采集 的总线设置如图 3.1 所示（截掉颜色设置与显示设置） 。 图 3.1 SD-SDMODE 设置 参数设置简介：参数设置简介： CLK：选择要解码数据的时钟信号，代表协议中的 CLK 时钟信号。 块长：块长：输入多块传输过程中的块的数目。在读写数据块的过程中，有多块读写命令，用 户需要设置多块读写时候块的数目，在块长中输入相应的数字。 CLK 频率：频率：输入时钟频率。时钟频率是指时钟信号
9、传输的频率，根据时钟信号的传输 而设置。 宽总线：宽总线：选择是否宽总线传输。即是否选择 4 位 SD 模式，单总线即 1 位 SD 模式。 CMD 总线设置：总线设置：设置命令总线参数。 DATA 总线设置：总线设置：设置数据总线参数。 帧颜色设置：帧颜色设置：设置解码后包中各个帧的显示颜色。 包颜色设置：包颜色设置：设置解码后包的显示颜色。 显示方式：显示方式：设置解码后数据的显示方式，分别为十六进制，十进制和字符格式。 下面看看通过插件解码后的结果。如图 3.2 所示，将解码后的信号放大，可以看到开始 位：START，传输位：ToCard，命令：READ_MULTIPLE_BLOCK 等
10、信息(这里还有命令参 数，CRC 校验，结束位等信息没有显示出来)。 广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 4 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通 图 3.2 命令解析 如图 3.3 所示，数据总线解码后的结果，其中红色框中是数据起始标志。 图 3.3 数据与起始 SPI 模式模式 分别点击逻辑分析仪上位机【工具】 、 【插件管理器】 ，选择“SD 卡 SPI 模式协议分析” 。 弹出 SD_SPI 设置对话框。按照采集 SD
11、 卡的实际情况填写总线设置选项，本次采集的总线 设置如图 3.4 所示（截去颜色设置与显示设置） 。 图 3.4 SD_SPI 设置 参数设置简介：参数设置简介： CS：选择片选信号线，代表协议中的 CS 片选信号。 CLK：选择要解码数据的时钟信号，代表协议中的 CLK 时钟信号。 块长：块长：输入多块传输过程中的块的数目。 CLK 频率：频率：输入 CLK 信号的时钟频率。 SPI 模式：模式：选择 SPI 解码的模式，从第一个或者是第二个脉冲开始，上升沿或者下降沿 采样。 DataIn 总线：总线：设置协议中的输入总线信息。 DataOut 总线：总线：设置协议中的输出总线信息。 帧颜色
12、设置：帧颜色设置：设置解码后包中各个帧的显示颜色。 包颜色设置：包颜色设置：设置解码后包的显示颜色。 显示方式：显示方式：设置解码后数据的显示方式，分别为十六进制，十进制和字符格式。 由于篇幅限制，在这里对 SPI 模式的解码就不做过多的描述，对软件解码后的指令以及 数据的查看方式，与 SD 模式下的操作是类似的，这些读者可以在实际应用的时候自己操作广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 5 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通
13、体验。 这里给出观察开始传输命令的截图，如图 3.5 所示，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。起始，命令 的信息一目了然。 图 3.5 观察开始传输命令 广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 6 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通 4. 总结总结 使用广州致远电子有限公司出品的逻辑分析仪软件所带的 SD 卡分析插件功能， 可以帮 助工程师离开单一的逻辑信号的分析， 快速直观对传输过程的命令数据等分析， 快速的发现 问题所
14、在，提高工程师的工作效率。同时 LAB7504 提供了出色的采样速率和存储容量，可 以很容易发现通信信号间的时序问题， 帮助工程师最快的发现并解决当前问题和潜在的时序 隐患。 广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 逻辑分析仪 工程技术笔记工程技术笔记 2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 7 逻辑分析仪应用从入门到精通逻辑分析仪应用从入门到精通 销售与服务网络销售与服务网络 广州致远电子广州致远电子股份股份有限公司有限公司 地址：广州市天河区车陂路黄洲工业区 7 栋 2 楼 邮编：510660 网址： 全国全国销售与销售与服务电话：服务电话：400-888
