何 伟，余征华，张 玲，刘平净

(重庆大学 通信工程学院,重庆 400044)

随着电子产品的音频、视频等多媒体功能的不断增强，嵌入式系统对存储介质的容量、安全、性能、价格等提出了更高的要求，而SD卡因其价格低廉、速度快、容量大和兼容性好（兼容MMC卡协议）等特点在嵌入式平台中得到了广泛的使用。目前在嵌入式平台中使用SD卡的方式主要有：(1)系统中使用带SD卡控制器的电路模块或芯片。(2)将I/O口与SD卡接口连接以软件模拟SPI时序控制其读写。方式(1)使用方便、控制简单，但是增加了硬件电路复杂度和成本；方式(2)电路虽然结构简单，但是读写速度慢。

针对上述缺陷，本文提出了基于SoPC技术的SD卡控制器的架构方案，即在Altera公司提供的Quartus II软件中开发SD卡控制器并在SoPC Builder中将其作为一个独立的IP核集成到SoPC中，通过软件驱动控制器以实现SD卡读写及文件操作，使其系统设计灵活、集成度高、读写速度快，为SOPC设计中使用非易失性存储提供了新的方案。

1 SD卡协议规范

SD联盟在2000年和2006年分别发布了SD卡规范1.0和2.0版本，SD卡规范主要包括物理层规范[1]、文件系统规范和安全规范三部分内容,最大支持容量为32GB，支持的文件系统为FAT16和FAT32。

SD卡内部不仅有大量的存储单元，还有卡接口控制器、寄存器等，外部控制器不能直接访问存储器，所有对SD卡的操作如读/写、设置块长度、擦除等都是由卡接口控制器根据收到的命令自动完成，减少了外部控制器对存储器操作的负担[2]。SD卡支持SD和SPI两种工作模式，两种模式下SD卡的管脚意义如表1所示。……