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自适应SD存储卡
技术领域
本发明涉及一种存储卡，特别是指一种能根据主机自动调整为相应版本的自适应SD存储卡。
背景技术
以SD2.0规范和SD1.1/SD1.0规范为数据传输标准的SD存储卡，近年来广泛应用于数码相机、手机、PDA、MP3/MP4播放器等消费电子类产品中，发展非常迅速。
SD2.0规范和SD1.1/SD1.0规范所规定的SD存储卡有两种，标准容量(Standard Capacity)SD存储卡和高容量(High Capacity)SD存储卡。标准容量的SD存储卡在SD1.1/SD1.0规范中定义，支持标准方式的读写；高容量的存储卡在SD2.0规范中定义，支持高容量方式的读写。
SD2.0规范和SD1.1/SD1.0规范中规定主机和存储卡之间的通讯通过命令(Command，简称CMD)和响应(Response，简称R)来完成。主机通过CMD访问存储卡，存储卡通过相应的响应反馈主机。
符合SD2.0规范和SD1.1/SD1.0规范的主机发送的CMD具有一个固定的码长度为48比特，CMD的格式如下表：

  比特位  47  46  45∶40  39∶8  7∶1  0  比特数  1  1  6  32  7  1  码值  ‘0’  ‘1’  X  X  X  ‘1’  描述  开始  传输方向  CMD索引  CMD参数  CRC7  结束
每个CMD都以一个开始比特开始，以一个结束比特结束，以Bit47到Bit0来表示CMD从开始比特到结束比特的48个比特，对于CMD的每个比特位解释如下：
Bit47为开始比特(Start Bit)，这一位总为‘0’；
Bit46为传输方向比特(Transmit Bit)，在CMD中，这一位总为‘1’，表示数据的传送方向是主机向卡传送；
Bit45到Bit40为CMD的索引(Index)。如CMD8，这6个比特即为6’b001000；
Bit39到Bit8为CMD的参数(Argument)，每个CMD对这32个比特各有定义；
Bit7到Bit1为7比特的CRC(Cyclic Redundancy Code)校验码；
Bit0为结束比特(End Bit)，这一位总为‘1’。
SD2.0规范和SD1.1/SD1.0规范中规定内存访问命令(Memory AccessCMD)，如读、写、擦除等CMD的Argument表示数据地址(Data Address)。
在标准容量的读写方式中，CMD的Argument所表示的数据地址以1字节(Byte)为单位，32个比特位最多可表示2³²字节，即4G字节，所以标准容量的读写方式最多可支持4G字节的卡。SD2.0规范和SD1.1/SD1.0规范中规定标准容量的卡支持到2G字节。
在高容量的读写方式中，CMD的Argument所表示的数据地址以512字节为单位，这样32个比特位最多可表示2³²×512字节，即2T字节，所以高容量的读写方式最多可支持2T字节的卡。SD2.0规范中规定高容量卡支持到32G字节。
鉴于上述原因，高容量存储卡和标准容量存储卡因对CMD的Argument的解释不同，所以这两种存储卡对主机的可用性也不同，如图1所示，高容量卡和SD1.x的主机之间的通讯是不成立的，也就是说，低容量存储卡能被同时支持高容量和标准容量两种读写方式的SD2.0的主机正确读写，但高容量存储卡却不能被只支持标准容量读写方式的SD1.x的主机读写。
发明内容
本发明提供了一种可根据主机的读写方式自动调整的自适应SD存储卡，该SD存储卡既能同时支持SD2.0规范和SD1.1/SD1.0规范，也能同时支持SD规范主机的两种读写方式：高容量读写方式和标准容量读写方式。
本发明的自适应存储卡可在主机对卡的识别过程中根据不同规范的主机作出相应的调整：在SD1.1/SD1.0规范的主机平台，卡启用SD1.1的参数设置，支持SD1.1/SD1.0规范，支持SD1.1/SD1.0规范的主机用标准方式对其进行读写访问；在SD2.0规范的主机平台，卡启用SD2.0的参数设置，支持SD2.0规范，卡根据主机自动调整为相应的卡。若主机支持高容量读写方式，卡相应调整为高容量卡，支持主机用高容量方式对其进行读写访问；若主机不支持高容量，卡相应调整为标准容量卡，支持主机用标准方式对其进行读写访问。
一种自适应SD存储卡，包括SD界面单元、控制器和存储模块，SD界面单元一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器，控制器与存储模块通过总线连接，所述的控制器具有自适应功能，其自适应过程包括以下步骤：
(1)上电后，等待主机发送有效的CMD0；
(2)判断接收的CMD0是否为有效，若是，则继续等待主机发送有效的ACMD41或有效的CMD8；
(3)判断接收的是否为有效的ACMD41，若是，则返回Response R3，启用SD1.1的参数设置，使卡作为SD1.1卡处理，调整存储卡为标准容量卡，采用标准容量读写方式解释其后主机发送的内存访问命令，即把内存访问命令的Argument所表示的数据地址解释为以1字节为单位；
(4)若判断接收到的为有效的CMD8，则返回Response R7；
(5)继续等待主机发送有效的ACMD41；
(6)判断接收的是否为有效的ACMD41，若是，则判断ACMD41中包含的HCS比特位；
(7)若ACMD41中包含的HCS比特位为‘1’，则返回包含CCS比特位为‘1’的Response R3，启用SD2.0的参数设置，使卡作为SD2.0卡处理，调整卡为高容量卡，用高容量读写方式解释其后主机发送的内存访问命令，即把内存访问命令的Argument所表示地数据地址解释为以512字节为单位；
(8)若ACMD41中包含的HCS比特位不为‘1’，则返回包含CCS比特位为‘0’的Response R3，启用SD2.0的参数设置，使卡作为SD2.0卡处理，调整卡为标准容量卡，用标准容量读写方式解释其后主机发送的内存访问命令，即把内存访问命令的Argument所表示的数据地址解释为以1字节为单位。
所述的SD界面单元可采用SD界面连接器或金手指。
所述的存储模块可采用一个或多个存储器件。
所述的存储器件可采用可擦写、非易失的半导体存储器件。
本发明具有以下特性：
1.在SD1.x的主机平台，支持SD1.x规范，存储卡自动调整为标准容量卡，SD1.x的主机可以用标准方式对其进行读写访问，即内存访问命令的Argument所表示的数据地址将被解释为以1字节为单位。
2.在SD2.0的主机平台，支持SD2.0规范，存储卡根据主机自动调整为相应的卡：如果主机支持高容量，存储卡相应调整为高容量卡，内存访问命令的Argument所表示的数据地址被解释为以512字节为单位；反之，若主机不支持高容量，存储卡相应调整为标准容量卡，内存访问命令的Argument所表示的数据地址被解释为以1字节为单位。
3.具有符合SD2.0规范和SD1.1/SD1.0规范的外形特征和接口信号定义。
本发明解决了普通SD2.0高容量存储卡不能够被SD1.0/SD1.1主机正确读写的问题。
附图说明
图1为主机-普通卡的可用性示意图；
图2为主机-自适应存储卡的可用性示意图；
图3为本发明的结构示意框图；
图4为本发明的自适应过程流程图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的自适应SD存储卡和SD1.x的主机之间是可用的，即自适应SD存储卡既能被同时支持高容量和标准容量两种读写方式的SD2.0的主机正确读写，也能被只支持标准容量读写方式的SD1.x的主机正确读写。
如图3所示，一种自适应SD存储卡，包括SD界面单元1、控制器2和存储模块3，SD界面单元1一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器2，控制器2与存储模块3通过FLASH访问总线连接。
SD界面单元1可采用SD界面连接器或金手指。
控制器2和SD界面单元1一起，完成存储卡的自适应过程、数据的传送和配置、状态的报告、SD的界面功能及其兼容性，同时也完成对存储模块3的操作，如读、写、擦和备份等的命令，可以但不限于是一个单芯片的集成电路；存储模块3可采用一个或多个可擦写、非易失的半导体存储器件，如闪存器件(Flash Memory)，电可擦写只读存储器(EEPROM)等。
控制器2具有自适应功能，如图4所示，其自适应过程包括以下步骤：
(1)将本发明的自适应存储卡插入主机，存储卡上电后，等待主机发送有效的CMD0；
(2)判断接收的CMD0是否为有效。若是，则继续等待主机发送有效的ACMD41或有效的CMD8；
(3)判断接收的是否为有效的ACMD41。若是，则返回Response R3，启用SD1.1的参数设置，使卡作为SD1.1卡处理，调整存储卡为标准容量卡，采用标准容量读写方式解释其后主机发送的内存访问命令，即把内存访问命令的Argument所表示的数据地址解释为以1字节为单位；
(4)若判断接收到的为有效的CMD8，则回Response R7；
(5)继续等待主机发送有效的ACMD41；
(6)判断接收的是否为有效的ACMD41，若是则判断ACMD41中包含的HCS比特位；
(7)若ACMD41中包含的HCS比特位为‘1’，则回包含CCS比特位为‘1’的Response R3，启用SD2.0的参数设置，使卡为SD2.0卡，调整卡为高容量卡，用高容量读写方式解释其后主机发送的内存访问命令，即把内存访问命令的Argument所表示的数据地址解释为以512字节为单位；
(8)若ACMD41中包含的HCS比特位不为‘1’，则回包含CCS比特位为‘0’的Response R3，启用SD2.0的参数设置，使卡为SD2.0卡，调整卡为标准容量卡，用标准容量读写方式解释其后主机发送的内存访问命令，即把内存访问命令的Argument所表示的数据地址解释为以1字节为单位。