摘 要 SD存储卡是一种为了满足视频、音频消费电子设备的要求而设计出的新一代记忆设备，因其体积小、数据传输速度快、支持热插拔等优点被广泛运用在便携设备上。本论文基于FPGA技术，借助ISE Design Suite 14.7和Modelsim 软件，进行了程序的编译与仿真，完成SD卡的初始化与读写功能，最后用chipscope工具观察并校对SD卡的数据读写功能。通过对控制器的研究与设计，验证了SD卡读写功能的正确性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 SD卡的发展现状与前景 2
1.3 本文研究内容 2
第二章 FPGA的简介 3
2.1 FPGA简介 3
2.2 FPGA内部结构 3
2.3 Verilog简介 4
2.3.1寄存器 4
2.3.2 Verilog中的模块 4
2.3.3数字格式 4
第三章 SD卡的工作原理 5
3.1 SD卡的特性 5
3.2 SD卡的内部结构 5
3.3 SD卡的工作原理 6
3.3.1 SD卡的命令格式及命令协议 7
3.3.2 SD卡的初始化 9
3.3.3 SD卡的读写操作 10
第四章 SD卡控制器的设计及软件设计 12
4.1软件设计 12
4.1.1 ISE软件 12
4.2.2 Modelsim 软件 13
4.2 SD卡控制器的设计 13
第五章 SD卡读写控制器的仿真及功能验证 15
5.1实验流程 15
5.2编写UCF文件 15
5.3初始化及数据校对 16
5.3.1 SD卡的初始化仿真 16
5.3.2 SD卡单块数据的写入 17
5.3.3 SD卡单块数据读出 17
5.4数据观察及校对 17
5.5 遇到的问题及分析 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22< *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
br /> 附录A 23
附录B 25
第一章 绪论
1.1引言
SD存储卡，又名安全数码卡（Secure Digital Memory Card/SD card），这是一种新型记忆存储设备，它具有诸多有点，被较多地使用于智能手机、多媒体播放器和数码相机等现代化的便携设备中，SD卡的实物图如图11所示。
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图11 SD卡的外形
1999年，日本的SanDisk、Matsushita和Toshiba三家公司共同开发的一种全新存储卡产品，它的最大特点是数据的加密功能，使得数据资料得以安全保密。该卡源自多媒体卡（MMC），两者的外形与工作方式几乎都是相似的，并且根据安全数字音乐倡议（SDMI）标准来提供数字版权管理，同时它具有很高的内存密度。它的设计是为了与索尼前一年发布的一种名为DRM产品记忆棒竞争。当时的发展商就预测，数字版权管理将吸引关注盗版的音乐供应商的广泛使用这款新型产品。在2000年的消费电子展（CES）贸易展上，上述的这三家公司宣布成立SD协会（SDA），以推广SD卡。SD协会总部位于美国加利福尼亚州圣拉蒙市，由大约30家公司成立，目前由大约1000家生产可互操作存储卡和设备的产品制造商组成，厂商的阵容非常强大，其中包括了Microsoft、IBM、NEC、Samsung、Motorola等。SD卡的早期样品于2000年第一季度上市，三个月后生产量分别为32和64 MB。
自SD卡诞生起，发展至今天，一共包括五个系列，这五个系列分别是原始标准容量(SDSC)、高容量(SDHC)、扩展容量(SDXC)、超容量(SDUC)和结合输入/输出功能与数据存储的SDIO。而且这五个系列共有三种不同的大小尺寸。三种不同的尺寸的分别是原始尺寸，迷你尺寸，和微型尺寸。通常来说SD卡的顺序读取或写入速度决定了SD卡的速度。在本次设计中，笔者准备的是一张SDHC类型的卡，即8GB的SD卡。
1.2 SD卡的发展现状与前景
SD卡具有诸多优点，如价格低廉、存储容量大、使用方便、通用性与安全性强等，这使得SD卡在现在的日常工作与生活中使用尤其广泛，已经成为当今世界上最为通用的数据存储卡。SD卡被广泛地应用在诸如手机、数码相机等设备上，作为一种存储设备，工业控制器和数据采集等设备也常需要使用SD卡以便提高数据存储的灵活性。由此可见，SD卡作为一种大容量的记忆设备，具有非常大的市场占有率。
类似于SD卡这样的微型存储设备，使用者总是在某些方面有着更高的要求，然而在不同的用户眼里，其存在的意义就是不尽相同的。就厂商来讲，每一次改进都是为了符合市场的需求，以便带来更好的利润；就用户来讲，为了满足自己的使用需要，当然就对SD卡提出了更高的要求，这也使得SD卡的生产商不断地对其进行改进换代。举个简单的例子，SD卡的读写速度在过去几年里有了长足的进步，其中很大的一个原因就是为了达到超高清视频录制与拍摄的需求。除此以外，高速存储卡也可以用于其他功能，例如查看图片、文档、视频等等，这也能够节省非常多的反应时间，随着科技的不断进步，SD卡的功能会被进一步开发，为人们的生活带来更多的便利。
1.3 本文研究的内容
本文首先深入研究了SD卡读写控制器的工作原理，其次对Verilog语言进行编写，然后基于ISE软件和Modelsim软件对SD卡初始化进行仿真以及数据块的读写实验，最后完成了对SD卡读写控制器的功能验证。
第一章阐述了SD卡的发展历史、发展现状和市场前景，还有毕业设计课题研究的目的和意义。

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