是的,SD NAND 完全支持 SPI 接口模式。
理解 SD NAND 支持 SPI 需要了解它的本质和 SD 卡规范:
SD NAND 的本质:SD NAND 本质上就是将标准的 SD/TF 卡控制器和 NAND Flash 芯片封装在一个非常小的、可以直接焊接在 PCB 上的芯片里(通常称为 LGA-8 或类似封装)。它遵循的是 SD 卡物理层规范。
SD 卡接口模式:标准的 SD 卡(包括 microSD/TF 卡)支持两种主要的接口模式:
SD 模式 (1-bit / 4-bit):使用 SD 卡专用的命令集和数据线(DAT0-DAT3)。这是高速模式,需要主控制器有专门的 SD Host Controller。
SPI 模式:使用标准的 SPI 总线(MOSI, MISO, SCLK, CS)进行通信。这是一种兼容性更广的模式,几乎所有的微控制器都内置了 SPI 外设,可以方便地连接。
SD NAND 的兼容性:因为 SD NAND 遵循 SD 卡物理层规范,所以它必须向下兼容 SPI 模式。这是 SD 卡规范的一部分,任何声称兼容 SD 物理层的设备(包括 SD NAND)都必须支持 SPI 模式,以确保与广泛的主机控制器兼容。
使用 SD NAND 的 SPI 模式要点:
物理连接:将 SD NAND 的引脚连接到 MCU 的 SPI 外设:
DAT0 (DO)
-> MISO (主设备输入/从设备输出)
CMD (DI)
-> MOSI (主设备输出/从设备输入)
CLK
-> SCLK (时钟)
CS
-> CS (片选,低电平有效)
VCC
, GND
, VDDIO
(可选,电源) 按规格书连接。
DAT1
, DAT2
, DAT3
在 SPI 模式下通常悬空或根据需要配置(如用于中断)。
软件驱动:你需要使用一个实现了 SD 卡 SPI 模式协议栈 的软件库。这个库需要处理:
初始化序列 (发送 CMD0 进入 SPI 模式, CMD8 检查电压, CMD58 读取 OCR, ACMD41 初始化卡)。
读写块(通常是 512 字节)的命令 (CMD17, CMD24)。
处理卡状态 (CMD13)。
可选:读取 CID、CSD 信息 (CMD10, CMD9)。
提供类似 disk_initialize
, disk_read
, disk_write
等抽象接口供文件系统使用。
常见库:
FatFS (Chan's FatFS):非常流行的开源 FAT 文件系统模块。它包含一个底层的 diskio.c/h
接口层,你需要为你的 SD NAND (工作在 SPI 模式) 实现这个接口层(主要是 disk_initialize
, disk_status
, disk_read
, disk_write
, disk_ioctl
函数)。网上有大量针对不同 MCU 和 SPI 接口 SD 卡的 FatFS 移植参考。
MCU 厂商提供的库:许多 MCU 厂商(如 STMicroelectronics 的 HAL/LL 库, Espressif 的 ESP-IDF, NXP 的 SDK 等)通常会提供 SD 卡 SPI 模式的驱动示例或库函数。
特定于 SD NAND 的驱动:一些 SD NAND 芯片供应商可能会提供更优化的参考驱动。
注意事项:
上拉电阻:SPI 总线的 MOSI、MISO、SCLK 通常需要弱上拉电阻(如 10K-100K Ω),CS 线是否需要上拉取决于具体设计。仔细阅读 SD NAND 和 MCU 的数据手册。
速度:SPI 模式的速度通常低于 SD 4-bit 模式。SD NAND 在 SPI 模式下的最大时钟频率(如 25MHz, 50MHz)需要查阅其具体的数据手册。MCU 的 SPI 外设也需要支持相应的速度。
电源:确保 SD NAND 的供电电压(VCC)符合要求(通常是 3.3V),并且 VDDIO 电平(如果存在)与 MCU 的 GPIO 电平匹配(通常也是 3.3V)。
文件系统:SPI 模式本身只负责读写存储块。你需要在其之上叠加文件系统(如 FatFS)来管理文件和目录。
总结:
SD NAND 是支持 SPI 接口模式的,并且这是其最常见、最容易实现的连接方式。你只需要将 SD NAND 正确连接到 MCU 的 SPI 外设引脚,并使用一个实现了 SD 卡 SPI 协议栈的库(如 FatFS 的底层接口)进行驱动,即可像使用普通 SPI Flash 一样使用它,但容量更大且自带损耗均衡和坏块管理(得益于内置的 SD 控制器)。
如果你正在设计基于 MCU 的系统并需要焊接式的大容量存储,SD NAND + SPI 接口是一个非常实用且流行的方案。常见的 MCU 如 STM32、ESP32、GD32、NXP Kinetis/LPC 等都可以轻松驱动它。
上一篇:单片机与SD NAND应用解析
下一篇:没有了!