FPGA实现SD卡数据读写Verilog程序开发

FPGA实现SD卡数据读写Verilog程序开发

概述

本文将介绍如何使用Verilog语言编写一个基于FPGA实现SD卡的数据读写程序，并用Matlab验证程序的正确性。文章首先会简要介绍SD卡的通信协议，接着会讲解如何在FPGA上实现SD卡读写和文件系统的创建，最后会给出完整的源代码和测试结果。

SD卡通信协议

Secure Digital（SD）卡是一种存储设备，可用于存储图片、音乐、视频等多种格式的数据。SD卡使用SPI总线协议进行通信，需要4个引脚：时钟CLK、主机输出数据MOSI、主机输入数据MISO和芯片选择CS。其通信协议如下：

初始化：

1. 将SD卡的CS置低；
2. 发送至少74个时钟脉冲，时钟的频率为400kHz或者更低；
3. 发送CMD0命令，即发送0x40 00 00 00 00 95，此时SD卡进入Idle状态。

读取扇区数据：

1. 将SD卡的CS置低；
2. 发送CMD17命令，即发送0x51 blockaddress[31…16] blockaddress[15…8] blockaddress[7…0] CRC；
3. 接收SD卡的响应，如果卡返回0x00，则继续下一步；如果收到非0x00，表示响应出错，本次读取失败；