根据SD协议规范以及实际工程经验,SD NAND接口必须为CMD和DAT0-3信号线配置上拉电阻,这是确保信号稳定性和可靠通信的强制要求。以下是具体分析:
防止总线浮空(Bus Floating)
当SD NAND处于高阻抗状态(如初始化、休眠或未激活时),CMD和DAT线路可能悬空,导致电压不稳定(如非0非1的中间电平)。上拉电阻(10kΩ–100kΩ)将信号线拉至高电平,避免逻辑错误或误触发。
增强抗干扰能力
高速通信时(最高50MHz),上拉电阻可降低信号噪声敏感度,减少因电磁干扰(EMI)或线路寄生电容引起的信号畸变。
SD协议强制规定
即使主机仅使用1位模式(仅DAT0),所有DAT0–3线均需上拉,不可省略。
CLK线的特殊处理
CLK为单向时钟信号(主机→卡),通常无需上拉,但需串联0–120Ω电阻(R6)匹配阻抗,抑制反射。
避免系统异常
实测案例表明:未配置上拉电阻时,DAT/CMD引脚电压可能异常(如1.8V而非3.3V),导致读写卡顿、死机甚至芯片无法识别。
热插拔支持
上拉电阻确保在卡插入瞬间,信号线快速进入确定状态,避免热插拔引发的总线冲突。
SPI模式的区别
若使用SPI模式(仅需DAT0、CMD、CLK),DAT0(MISO)需上拉,但其他未用信号线(如DAT1–3)可悬空。
主控内部上拉的可行性
部分MCU(如STM32)的SDIO接口内置弱上拉(约40kΩ),但外部独立上拉仍强烈推荐:
内置上拉阻值可能不匹配协议要求(10kΩ–100kΩ);
外部电阻可灵活调整,适配不同布线环境。
必须上拉的信号线:CMD、DAT0–3(无论1位/4位模式);
电阻值范围:10kΩ–100kΩ(典型值47kΩ);
CLK处理:串联0–120Ω电阻,无需上拉;
布局要点:上拉电阻尽量靠近SD NAND放置,减少走线分支。
忽略上拉电阻将直接违反SD协议硬件设计规范,引发稳定性风险。实际案例中,补焊上拉电阻是解决“无法识别SD卡”问题的常见措施。
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