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はじめに
SDカードのSDモード通信の(Multiple) Block Write Operationについて。
登場人物
博識フクロウのフクさん
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イラストACにて公開の「kino_k」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=iKciwKA9&area=1
エンジニア歴8年の太郎くん

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SDモード通信の(Multiple) Block Write Operation

今回は、SDモードの(Multiple) Block Write Operation。
- No data Operation
- (Multiple) Block Read Operation
- (Multiple) Block Write Operation ← これ

前回がReadで、今回がWriteか。
基本的な構成は一緒になるのかな?

うん。
大体似てるよ。
ただ、書き込み処理と言うことでところどころbusyが挟まってHost側は送信速度を調整してあげる必要はあるね。

busy

なるほど。
確かに、SDカード内部のNAND-Flashへバッファリングしながら書いてるだろうから、SDカード側の都合に合わせてあげる必要はありそうだね。

このbusy時間はSDカードによって結構変わること多し、
同じSDカードでもタイミングによって変わることもある。

そうなの?

さっき、太郎くんも言ってたけど、NAND-FlashROMがランダムアクセスし難いんで、
そこら辺の調整と、ウェアレベリングによる利用Blockの調整が入るんで、
重い処理が重なるとどうしても時間がかかることになる。
busy時間

ところで、busyは最大どの程度待てばよいとかあるの?

具体的にこれって数値はないのだけど、
ACMD13(SD_STATUS)でSD statusってのがとれて、
その中にAU_SIZEってパラメータが取得できる。
AU_SIZEの定義は以下。
AU_SIZE | Value |
---|---|
0h | – |
1h | 16[Kbyte] |
2h | 32[Kbyte] |
3h | 64[Kbyte] |
4h | 128[Kbyte] |
5h | 256[Kbyte] |
6h | 512[Kbyte] |
7h | 1[Mbyte] |
8h | 2[Mbyte] |
9h | 4[Mbyte] |
Ah | 8[Mbyte] |
Bh | 12[Mbyte] |
Ch | 16[Mbyte] |
Dh | 24[Mbyte] |
Eh | 32[Mbyte] |
Fh | 64[Mbyte] |

ほー。いろんなサイズがあるんだ。

これが恐らく、NAND-FlashROMの消去単位になるんだと思う。

これと時間がどう関係するの?

SDカード仕様上では、AU_SIZE1個の消去時間が1秒。
って定義されてる。
例えば、AU_SIZEが5=256[Kbyte]の場合、
512[Kbyte]の書き込みは2秒を想定する。
ちなみに256[Kbyte]未満の書き込みでも1秒は待つ必要はある。

あー、SDカードが持ってるNAND-FlashROM性質に依存するから、その性質に強く起因するAU_SIZEを取得できるようにしてる。
ってわけか。

そういうことだね。
AU_SIZEについてあれこれ

大体AU_SIZEっていくつぐらいが主流なのかな?

うーん、その時々のNAND-FlashROMの製造技術に依存するんで一概には言えないけど、
大体。128[KByte]~4[Mbyte]ってところかなー。

むちゃむちゃ広いじゃん!!
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AU_SIZEが大きいほど集積度を引き上げやすいし低価格化し易いから、
こればっかりは、具体的にコレってのは出せないな。
逆に目的に合わせて適切なAU_SZIEを持ったSDカードを選定するって考え方も必要かもね。

というと?

組み込みシステムだと読み書き速度が重要なんでAU_SIZEが小さい方が有利になる。
しかし、一回に書き込むサイズが明らかに1[Mbyte]を超えるのであれば、集積度重視で1[Mbyte]を選定するのも良い。
あとはAU_SIZEを見た上で書き込み単位をそれに切り揃えると、SDカードとしての最大のパフォーマンスを引き出せる。
とか。

ほー。
PCでSD使うときだと全然意識しない話だなー。
組み込みならではの話だねー。
まとめ

まとめだよ。
- SDモード通信の(Multiple) Block Write Operationについて説明。
- data block送信毎にbusyが入る。
- busyの待ち時間はACMD13(SD_STATUS)で取得できるAU_SIZEに依存。
- AU_SIZEは組み込みに於いては重要なパラメータ。
- AU_SIZEが小さい高速なSDカードを選択したり、AU_SIZEに合わせて書き込み単位を変えたり。
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