SD NAND的CSD（Card Specific Data）寄存器是SD卡中一个非常重要的寄存器，用来存储卡的特定信息，包含容量、速度、读写块大小等。理解和正确使用CSD寄存器对开发者在嵌入式系统中有效驱动和管理SD NAND非常关键。
CSD寄存器概述
CSD寄存器的长度为128位（16字节），它描述了SD卡的各种参数，帮助主机系统理解SD卡的特性。SD卡协议根据卡的版本不同分为两种CSD结构：
CSD v1.0：适用于SD Standard Capacity（SDSC），容量不超过2GB的卡。
CSD v2.0：适用于SD High Capacity（SDHC）和SD eXtended Capacity（SDXC），容量从4GB到2TB。
CSD寄存器格式（v2.0）
CSD寄存器的128位按位分布描述了SD卡的多种特性，常见的字段包括卡的容量、读写速度、数据块长度等。以下是SDHC/SDXC卡中常见的CSD寄存器字段的详细介绍：
SD 2.0及以上的SD卡使用CSD版本2.0。CSD寄存器的128位分为多个字段，每个字段的含义如下：
SD 2.0及以上的SD卡使用CSD版本2.0。CSD寄存器的128位分为多个字段，每个字段的含义如下：
| 位范围 | 字段名称 | 长度 (bit) | 描述 |
|---|---|---|---|
| 127:126 | CSD_STRUCTURE | 2 | CSD结构，表示CSD寄存器的版本 |
| 125:120 | TAAC | 8 | 数据读访问时间1 |
| 119:112 | NSAC | 8 | 数据读访问时间2 |
| 111:104 | TRAN_SPEED | 8 | 最大数据传输速度 |
| 103:96 | CCC | 12 | 卡命令类别 |
| 95:84 | READ_BL_LEN | 4 | 读数据块长度 |
| 83:83 | READ_BL_PARTIAL | 1 | 是否支持部分块读取 |
| 82:82 | WRITE_BLK_MISALIGN | 1 | 写块是否跨页对齐 |
| 81:81 | READ_BLK_MISALIGN | 1 | 读块是否跨页对齐 |
| 80:80 | DSR_IMP | 1 | 是否支持DSR（驱动器配置寄存器） |
| 79:48 | C_SIZE | 22 | 卡容量 |
| 47:47 | ERASE_BLK_EN | 1 | 是否支持单个块擦除 |
| 46:39 | SECTOR_SIZE | 7 | 擦除扇区大小 |
| 38:32 | WP_GRP_SIZE | 7 | 写保护组大小 |
| 31:31 | WP_GRP_ENABLE | 1 | 是否支持写保护组 |
| 30:29 | R2W_FACTOR | 3 | 写相对于读的时间因子 |
| 28:26 | WRITE_BL_LEN | 4 | 写块长度 |
| 25:25 | WRITE_BL_PARTIAL | 1 | 是否支持部分块写入 |
| 24:23 | FILE_FORMAT_GRP | 2 | 文件格式分组 |
| 22:22 | COPY | 1 | 是否为复制的内容 |
| 21:21 | PERM_WRITE_PROTECT | 1 | 是否为永久写保护 |
| 20:20 | TMP_WRITE_PROTECT | 1 | 是否为临时写保护 |
| 19:18 | FILE_FORMAT | 2 | 文件格式 |
| 17:16 | RESERVED | 2 | 保留位 |
| 15:1 | CRC | 7 | CSD寄存器的CRC校验码 |
| 0 | NOT_USED | 1 | 未使用位 |
2. CSD寄存器的关键字段
通用字段
以下字段在CSD寄存器中很常见，主要提供卡片的能力和性能信息：
CSD结构版本 (CSD_STRUCTURE)：定义了CSD寄存器的结构格式，通常有两个版本：
CSD 1.0：用于SDSC卡。
CSD 2.0：用于SDHC和SDXC卡。
读块长度 (READ_BL_LEN)：表示读取时的最大块长度。典型值是512字节或1024字节。
卡容量 (C_SIZE)：卡的总存储容量，以块数表示。通过它和块长度可以计算出总容量。
对于SDHC和SDXC卡，容量使用的是C_SIZE_MULT（用于计算实际容量）。
传输速度 (TRAN_SPEED)：此字段表示卡的最大传输速度。通过这个值可以决定主机的传输时钟频率。
文件格式 (FILE_FORMAT)：表示卡的文件系统格式，通常为FAT12、FAT16、FAT32。
擦除块大小 (ERASE_BLK_EN)：表示擦除操作是否按块进行。这个字段用于确定能否进行快速擦除操作。
版本特定字段
SDHC/SDXC 特定字段：
C_SIZE: 对于SDHC和SDXC，C_SIZE字段和其他字段组合用于计算卡片的总容量。
WRITE_BL_LEN: 代表卡片的写块长度，通常为512字节。
SDSC 特定字段：
CSD1.0格式下的C_SIZE字段用于直接表示卡片的容量，但较小容量的卡片采用的是老的CSD格式。
3. 如何正确使用CSD寄存器
读取CSD寄存器
发送CMD9 (SEND_CSD)：主机通过向卡发送命令CMD9来读取CSD寄存器。SD卡在接收到此命令后，返回128位的CSD寄存器内容。
解析CSD寄存器字段：主机需要根据CSD寄存器的结构版本（CSD_STRUCTURE）来解析各个字段。例如：
对于SDSC卡，使用CSD v1.0格式解析字段。
对于SDHC和SDXC卡，使用CSD v2.0格式解析字段。
根据需要调整主机设置：在成功解析CSD寄存器内容后，主机可以根据这些字段信息来调整操作模式。例如：
设置传输速率：根据TRAN_SPEED字段设定主机与卡片之间的时钟频率。
设置块大小：根据READ_BL_LEN和WRITE_BL_LEN字段，调整读写时的块大小。
示例：计算SD卡容量
可以通过以下公式来计算卡的实际容量：
对于SDSC卡：
容量 = (C_SIZE + 1) * 2^(C_SIZE_MULT + 2) * 2^READ_BL_LEN
对于SDHC/SDXC卡：
容量 = (C_SIZE + 1) * 512 KB
注意事项
兼容性问题：不同SD卡可能使用不同的CSD版本，主机需要能够处理多个版本的CSD寄存器。
时钟配置：必须根据TRAN_SPEED字段正确配置主机的SPI时钟频率，否则可能导致通信失败或性能不佳。
块操作：根据READ_BL_LEN和WRITE_BL_LEN字段的值，主机在读写时要正确设置块长度。如果块长度设置不当，可能会导致读写失败。
5. 实际应用
固件配置：在设计驱动程序时，解析CSD寄存器是初始化SD卡的关键步骤，主机根据CSD寄存器信息决定如何进行高效的读写操作。
调试信息：如果SD卡无法正常工作，检查CSD寄存器的解析是否正确可以帮助定位问题，尤其是在频率、块大小等参数配置上。
理解并正确使用CSD寄存器是驱动SDNAND卡的基础，有助于优化传输性能并确保数据可靠性。
