【黑金云课堂】FPGA技术教程Vitis开发：PS端SD读写

PS 端 SD 卡读写

SD 卡原理

1. SD 卡分类

分类方式	类型
尺寸	标准 SD 卡、Micro SD（TF 卡）
速度等级	Class 2/4/6/10，UHS-1 U1/U3
容量	SD (≤2GB)、SDHC (≤32GB)、SDXC (≤2TB)

2. Micro SD 卡引脚说明

3. SD 卡命令与应答格式

Command 命令格式

启动位	主机	命令码	命令参数	CRC	停止位
0	1	[5:0]	[31:0]	[6:0]	1

Respond 应答格式

启动位	SD卡	应答内容	停止位
0	0	[44:0] / [132:0]	1

4. SD 读写时序与数据格式

SD 卡读写采用同步时钟，数据在 CLK 上升沿采样。数据存储以块（Block）为单位，默认每块 512 字节。

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FATFS 文件系统

• 简介 ：FatFs 是通用 FAT 文件系统模块，专为小型嵌入式系统设计。
• 标准 ：遵循 ANSI C，与平台无关。
• 支持平台 ：8051、PIC、AVR、ARM、Zynq 等。
• 官方网址 ：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

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BMP 图片格式

1. 位图像素组成：每个小方格就是一个携带颜色信息的像素。
2. 每个像素记录 RGB 颜色信息（24 位色：24 位二进制数）

• 红（R） ：8 位二进制 = 00000000 ~ 11111111（数值 0~255）
• 绿（G） ：8 位二进制 = 00000000 ~ 11111111（数值 0~255）
• 蓝（B） ：8 位二进制 = 00000000 ~ 11111111（数值 0~255）

每个像素颜色由红（R）、绿（G）、蓝（B）混合而成，使用 8 位 × 3 共 24 位二进制数存储颜色数据。

3. 位图 = 所有像素数据的集合

将所有像素的颜色信息汇总集合，这些数据就是位图（Bitmap）。

名称	字节数	说明
图像文件头	2	字节1为0x42='B', 字节2为0x4d='M', 表示是Windows支持的BMP格式。
文件大小	4	整个文件大小。BMP头加上图像数据。
保留	4	保留，设置为0。
位图数据偏移	4	从文件开始到位图数据之间的偏移量，一般为54字节。
位图信息头长度	4	从此处到BMP头结束，一般为40字节。
位图宽度	4	以像素为单位，比如1920。
位图高度	4	以像素为单位，比如1080。
位图的总数	2	该值总是1。
每个像素的位数	2	1（单色），4（16色），8（256色），16（64K色，高彩色），24（16M色，真彩色），32（4096M色，增强型真彩色）。
压缩说明	4	0（不压缩），1（RLE 8，8位RLE压缩），2（RLE 4，4位RLE压缩），3（Bitfields，位域存放）。
位图字节数	4	用字节数表示的颜色数据的大小。假设位图是24位，宽为640，高为480，则数值为640×480×(24/8)=921600。
水平分辨率（像素/米）	4	用像素/米表示的水平分辨率。
垂直分辨率（像素/米）	4	用像素/米表示的垂直分辨率。
颜色索引	4	位图使用的颜色索引数。设为0的话，则说明使用所有颜色。
重要颜色索引数目	4	对颜色显示有重要影响的颜色索引数目。如果是0，表示都不重要。

审核编辑 黄宇