如何进行SD NAND的初始化？

SD NAND 的初始化过程需要遵循 SD 卡协议规范，通过发送一系列命令使卡进入可操作状态。以下是基于 SPI 模式的 SD NAND 初始化流程及实现方法：

1. 初始化流程概述

SD NAND 的初始化主要包括以下步骤：

1. 硬件复位：通过 CMD0 命令将卡置于 IDLE 状态

2. 接口模式选择：确认使用 SPI 模式通信

3. 电压范围检测：发送 CMD8 检查卡支持的电压

4. 初始化卡：通过 ACMD41 使卡进入就绪状态

5. 获取卡信息：读取 CID、CSD 等寄存器

6. 设置块大小：配置数据块大小（通常为 512 字节）

2. 初始化代码实现

以下是基于 SPI 接口的 SD NAND 初始化代码：

/* SD NAND初始化函数 */bool SD_Init(void) {
    uint8_t response;
    uint32_t timeout;
    bool isSDHC = false;
    
    /* 1. 发送至少74个时钟周期 */
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        SPI_SendByte(0xFF);  // 发送空闲时钟
    }
    
    /* 2. 发送CMD0复位卡 */
    response = SD_SendCommand(CMD0, 0);
    if (response != 0x01) {
        return false;  // 初始化失败
    }
    
    /* 3. 发送CMD8检查电压支持 */
    response = SD_SendCommand(CMD8, 0x000001AA);
    if (response == 0x01) {
        // 卡支持CMD8，为SDv2.x卡
        uint8_t buf[4];
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            buf[i] = SPI_SendByte(0xFF);
        }
        
        // 检查卡是否支持2.7-3.6V电压
        if (buf[2] != 0x01 || buf[3] != 0xAA) {
            return false;  // 电压不匹配
        }
        
        isSDHC = true;  // 可能是SDHC/SDXC卡
    } else if (response == 0x05) {
        // 卡返回"非法命令"，可能是SDv1.x或MMC卡
        isSDHC = false;
    } else {
        return false;  // 初始化失败
    }
    
    /* 4. 发送ACMD41初始化卡 */
    timeout = 0xFFFFFF;
    do {
        SD_SendCommand(CMD55, 0);  // 发送CMD55作为ACMD前缀
        response = SD_SendCommand(ACMD41, isSDHC ? 0x40000000 : 0);  // HCS位
        if (timeout-- == 0) return false;  // 超时
    } while (response != 0x00);  // 等待卡进入就绪状态
    
    /* 5. 发送CMD58读取OCR寄存器 */
    response = SD_SendCommand(CMD58, 0);
    if (response == 0x00) {
        uint32_t ocr = 0;
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            ocr = (ocr << 8) | SPI_SendByte(0xFF);
        }
        
        // 检查卡是否为SDHC/SDXC（C_SIZE字段是否有效）
        isSDHC = (ocr & 0x40000000) != 0;
    }
    
    /* 6. 设置块大小（仅对标准容量卡有效） */
    if (!isSDHC) {
        response = SD_SendCommand(CMD16, 512);  // 设置块大小为512字节
        if (response != 0x00) {
            return false;
        }
    }
    
    return true;  // 初始化成功}

3. 关键命令解析

1. CMD0 (GO_IDLE_STATE)

• 功能：复位 SD 卡，使其进入 IDLE 状态

• 参数：0

• 响应：0x01（IDLE 状态）

2. CMD8 (SEND_IF_COND)

• 0x01：支持 CMD8，卡为 SDv2.x

• 0x05：不支持 CMD8，可能为 SDv1.x 或 MMC 卡

• 功能：检查卡是否支持 2.7-3.6V 电压

• 参数：0x000001AA（表示 2.7-3.6V，校验值 AA）

• 响应：

3. ACMD41 (SD_SEND_OP_COND)

• 0x00：卡就绪

• 0x01：卡忙，继续发送 ACMD41

• 标准容量卡：0

• SDHC/SDXC 卡：0x40000000（HCS 位 = 1）

• 功能：初始化卡并使其进入就绪状态

• 参数：

• 响应：

4. CMD58 (READ_OCR)

• 功能：读取 OCR 寄存器，获取卡的电压范围和容量类型

• 参数：0

• 响应：4 字节 OCR 寄存器值

4. 初始化注意事项

1. SPI 时钟频率：

• 初始化阶段：≤400kHz

• 初始化完成后：可提高至更高频率（如 25MHz）

2. 响应超时处理：

• 每个命令都应有超时机制，避免程序卡死

• 建议超时时间设置为 100ms 以上

3. CRC 校验：

• SPI 模式下，CMD0 和 CMD8 需要正确的 CRC 值

• 其他命令 CRC 可忽略（发送 0xFF）

4. 卡类型区分：

• SDHC/SDXC 卡：块地址模式，地址单位为块

• 标准容量卡：字节地址模式，地址单位为字节

5. 错误处理

初始化失败时，常见原因及解决方法：

• CMD0 无响应：检查硬件连接、电源、SPI 时序

• CMD8 响应错误：卡可能不支持 SPI 模式或为旧版卡

• ACMD41 超时：检查卡是否损坏、电源是否稳定

• CMD16 失败：卡可能为 SDHC/SDXC，无需设置块大小

通过以上步骤，可完成 SD NAND 的初始化并准备好进行数据读写操作。

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