SDNAND全擦除命令

SD NAND（基于 SD 接口的 NAND Flash）的全擦除操作需要通过特定的 SD 命令序列实现。以下是详细的操作方法和注意事项：

一、SD NAND 全擦除的基本原理

SD NAND 的擦除操作基于 SD 协议中的擦除命令集，主要通过以下两种方式实现：

1. 块擦除（Block Erase）：通过指定起始块地址和块数量，擦除连续的物理块（每个块通常为 512 字节或 4KB）。

2. 快速擦除（Quick Erase）：擦除整个卡或特定区域，但需卡支持此功能。

二、SD 擦除命令详解

1. CMD32（SET_ERASE_BLOCK_START）

• 功能：设置擦除操作的起始块地址。

• 参数：32 位块地址（Block Address）。

• 格式：

CMD32 [ADDR] [CRC]

2. CMD33（SET_ERASE_BLOCK_END）

• 功能：设置擦除操作的结束块地址。

• 参数：32 位块地址（Block Address）。

• 格式：

CMD33 [ADDR] [CRC]

3. CMD38（ERASE）

• 功能：执行擦除操作，擦除从起始块到结束块的所有数据。

• 参数：

• 0x00：普通擦除。

• 0x01：快速擦除（若卡支持）。

• 位 31-8：保留（通常为 0）。

• 位 7-0：

• 格式：

CMD38 [ARG] [CRC]

三、全擦除 SD NAND 的命令序列

方法 1：通过块擦除实现全擦除

1. 发送CMD0（GO_IDLE_STATE）进入空闲状态
2. 发送CMD8（SEND_IF_COND）检查接口条件（可选）
3. 发送ACMD41（SD_SEND_OP_COND）初始化卡
4. 发送CMD2（ALL_SEND_CID）获取卡识别号
5. 发送CMD3（SEND_RELATIVE_ADDR）获取相对地址（RCA）
6. 发送CMD9（SEND_CSD）获取卡规格数据
7. 从CSD寄存器解析卡容量（单位：块）
8. 发送CMD32，设置起始块地址为0
9. 发送CMD33，设置结束块地址为最大块号（容量-1）
10. 发送CMD38执行擦除操作
11. 等待擦除完成（通过轮询状态寄存器或忙信号）

方法 2：快速擦除（若卡支持）

1. 发送CMD0进入空闲状态
2. 初始化卡（CMD8→ACMD41→CMD2→CMD3）
3. 发送CMD38，参数设置为0x00000001（快速擦除）
4. 等待擦除完成

四、实现代码示例（基于 ESP32 的 SPI 模式）

以下是使用 ESP-IDF 框架通过 SPI 接口执行 SD NAND 全擦除的代码示例：

#include "driver/spi_master.h"#include "sdmmc_cmd.h"#include "esp_log.h"#define PIN_NUM_MISO 19#define PIN_NUM_MOSI 23#define PIN_NUM_CLK  18#define PIN_NUM_CS   5static const char* TAG = "SD_NAND_ERASE";// 发送SD命令esp_err_t sd_send_command(spi_device_handle_t handle, uint8_t cmd, uint32_t arg, uint8_t* response) {
    // 实现SPI发送SD命令的具体逻辑
    // ...}// 擦除SD NANDesp_err_t sd_nand_erase_all(spi_device_handle_t handle) {
    uint8_t response[16] = {0};
    uint32_t total_blocks = 0;  // 总块数
    
    // 1. 初始化SD卡（省略详细步骤）
    esp_err_t ret = sd_card_init(handle);
    if (ret != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "SD卡初始化失败");
        return ret;
    }
    
    // 2. 获取卡容量（通过CMD9读取CSD寄存器）
    ret = sd_send_command(handle, CMD9, 0, response);
    if (ret != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "获取CSD寄存器失败");
        return ret;
    }
    
    // 3. 解析CSD寄存器获取容量
    // （实际代码需根据CSD格式计算总块数）
    total_blocks = parse_csd_capacity(response);
    ESP_LOGI(TAG, "SD卡总容量: %u 块", total_blocks);
    
    // 4. 设置擦除起始块（块0）
    ret = sd_send_command(handle, CMD32, 0, response);
    if (ret != ESP_OK || response[0] != 0x00) {
        ESP_LOGE(TAG, "设置起始块失败: 0x%02X", response[0]);
        return ESP_FAIL;
    }
    
    // 5. 设置擦除结束块（最后一块）
    ret = sd_send_command(handle, CMD33, total_blocks - 1, response);
    if (ret != ESP_OK || response[0] != 0x00) {
        ESP_LOGE(TAG, "设置结束块失败: 0x%02X", response[0]);
        return ESP_FAIL;
    }
    
    // 6. 执行擦除命令
    ret = sd_send_command(handle, CMD38, 0, response);
    if (ret != ESP_OK || response[0] != 0x00) {
        ESP_LOGE(TAG, "擦除命令失败: 0x%02X", response[0]);
        return ESP_FAIL;
    }
    
    // 7. 等待擦除完成（通过轮询忙状态）
    uint32_t timeout = 10000;  // 超时时间（毫秒）
    while (timeout--) {
        // 读取卡状态，检查是否仍在忙
        ret = sd_check_status(handle, response);
        if (ret == ESP_OK && (response[0] & 0x01) == 0) {
            ESP_LOGI(TAG, "擦除完成");
            return ESP_OK;
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
    }
    
    ESP_LOGE(TAG, "擦除超时");
    return ESP_ERR_TIMEOUT;}

五、注意事项

1. 数据不可逆性：全擦除会永久删除所有数据，操作前请备份重要数据。

2. 擦除时间：大容量 SD NAND（如 32GB）的全擦除可能需要数分钟至数十分钟。

3. 卡兼容性：部分 SD NAND 可能不支持快速擦除（CMD38 参数 0x01），需使用块擦除方式。

4. 错误处理：擦除过程中若发生错误（如断电），可能导致卡处于不稳定状态，需重新初始化或格式化。

5. 寿命限制：NAND Flash 有擦写次数限制（通常为 1000-10000 次），频繁全擦除会影响寿命。

六、验证擦除结果

1. 读取数据验证：擦除后尝试读取任意块，应返回全 0xFF。

2. 检查卡状态：通过 CMD13（SEND_STATUS）检查卡是否正常。

3. 格式化测试：擦除后对卡进行格式化，确认可正常创建文件系统。

如需进一步帮助，请提供具体的 SD NAND 型号或开发环境信息。

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