SD卡命令CMD8是SD协议中一个至关重要的初始化命令，主要用于在卡识别阶段判断卡的类型和兼容性，是SDHC（Secure Digital High Capacity）及更高容量卡识别过程中的关键交互信号，以下从命令结构、功能原理、协议流程、时序要求及实际应用场景等多个维度进行详细解析。
CMD8的基本结构与参数定义
CMD8属于广播命令（Broadcast Command），即主机可以向所有连接的卡发送该命令，只有符合条件的卡才会响应，其命令格式遵循SD协议的规范,具体参数如下表所示：
| 参数域 | 位长度 | 取值范围 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 命令索引 | 6位 | 8（二进制001000） | 命令编号，固定为8 |
| 命令参数 | 32位 | 0x000001AA（默认） | 包含电压检查模式（VHS）和检查模式（CK） |
| CRC7 | 7位 | 依参数计算 | 用于验证命令传输的正确性 |
| 停止位 | 1位 | 1 | 标志命令结束 |
命令参数的低8位固定为0xAA（二进制10101010），高8位包含两个关键信息：电压检查模式（VHS，Voltage Window Select，2位）和检查模式（CK，Check Pattern，8位），VHS用于指示主机支持的工作电压范围，SDHC及以上卡通常支持2.7-3.6V，因此主机发送VHS=01（二进制）表示支持该电压范围；CK则用于验证卡是否支持CMD8，固定为0xAA，若卡能识别该模式,则说明其兼容SDHC规范。
CMD8的核心功能与工作原理
CMD8的主要功能是在初始化阶段实现“卡类型筛选”,具体体现在以下两个方面：
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区分SDSC与SDHC/SDXC卡
SDSC（Standard Capacity，最大2GB）和SDHC/SDXC（High Capacity/Extended Capacity，最小4GB）在初始化流程中存在显著差异，SDSC卡不支持CMD8，当主机发送CMD8时，SDSC卡会响应无效命令错误（R1错误码0x05）；而SDHC及以上卡因支持CMD8，会返回响应中的CCS（Card Capacity Structure）位，告知主机当前卡为高容量卡，这一机制使得主机能够根据响应结果快速识别卡类型，并切换后续的初始化流程（如SDSC使用ACMD41初始化，SDHC则需结合CMD8和ACMD41）。
（图片来源网络，侵删） -
电压兼容性检查
命令参数中的VHS字段用于确认卡与主机的电压匹配，若卡支持主机发送的VHS值（如01表示2.7-3.6V），则会在响应中回传相同的VHS值；若不支持（如仅支持低电压的旧款卡），则可能无响应或返回错误，这一设计避免了因电压不匹配导致的通信异常,确保高容量卡在标准电压下稳定工作。
CMD8的协议交互流程
CMD8的执行需严格遵循SD协议的初始化时序,其典型流程如下：
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主机发送CMD8
在复位阶段（CMD0）后，主机向总线发送CMD8，参数中包含VHS=01和CK=0xAA，所有卡都会接收该命令,但只有支持SDHC规范的卡会进一步处理。 -
卡响应阶段
支持CMD8的卡会在收到命令后进行参数校验：
（图片来源网络，侵删）- 若CK=0xAA匹配且VHS兼容，则返回R1响应（48位），其中第30位（CCS位）置1，表示当前卡为高容量卡；
- 若CK不匹配或VHS不兼容，则返回R1错误响应（如0x05，无效命令）；
- SDSC卡因不支持CMD8,直接忽略命令或返回错误。
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响应结果处理
主机根据响应结果判断卡类型：- 若收到CCS=1的响应，则确认为SDHC/SDXC卡，后续需通过ACMD41（初始化）完成容量确认；
- 若收到无效命令错误，则判定为SDSC卡，需切换为SDSC初始化流程（如直接发送ACMD41）；
- 若无响应,可能需检查硬件连接或尝试其他兼容模式。
时序要求与电气特性
CMD8的传输需满足SD协议的时序规范，关键参数包括：
- 命令传输时间：从主机发送CMD8到卡响应的最大延迟不超过64个SD时钟周期（以默认频率25MHz计算，约2.56μs）；
- 响应超时：主机需在命令发送后等待至少8个时钟周期（320ns）后开始检测响应，若超时（如1ms内无响应）则判定为无响应；
- 电压稳定性：CMD8仅在3.3V电压下有效（对于标准SD卡），低电压模式（如1.8V）需先通过CMD11切换电压。
实际应用场景与注意事项
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多卡系统中的兼容性处理
在读卡器等支持多卡槽的场景中，主机需依次向每个槽位发送CMD8，通过响应结果识别卡的类型,避免因卡类型不同导致的初始化失败。 -
故障排查中的关键作用
若SD卡无法被识别，可通过CMD8响应初步判断故障原因：- 始终返回无效命令错误：可能为SDSC卡或硬件故障；
- 无响应：检查电压、时钟或卡座接触；
- 响应异常（如CK值错误）：卡可能损坏或不兼容SDHC规范。
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协议版本兼容性
对于支持SDUC（Ultra Capacity）的卡，CMD8仍作为初始识别命令，但后续需结合CMD8和ACMD41确认容量支持（最高128TB）。
相关问答FAQs
Q1：为什么SDSC卡不支持CMD8，而SDHC卡支持？
A：这是由SD协议的演进决定的，SDSC卡遵循SD1.x规范，其容量上限为2GB，初始化流程仅依赖CMD0和ACMD41；而SDHC卡基于SD2.0规范引入了更高的寻址方式（以块为单位而非字节），需通过CMD8预先确认卡的兼容性，因此协议设计上要求SDHC卡必须支持CMD8，而SDSC卡无需实现该命令，这种区分使得主机能够通过单一命令快速识别卡的类型,并选择合适的初始化策略。
Q2：若主机发送CMD8后卡无响应，可能的原因有哪些？如何排查？
A：无响应的可能原因及排查方法如下：
- 电压不匹配：检查卡座供电是否为3.3V（标准SD卡），若为1.8V卡需先通过CMD11切换电压；
- 时钟信号异常：用示波器检测CLK引脚是否有稳定的25MHz时钟信号，若无则检查主机时钟电路；
- 卡未就绪：确保卡已正确插入，CMD0复位命令已成功发送（需等待卡进入空闲状态）；
- 硬件故障：尝试更换已知正常的SD卡，或检查卡座触点氧化、虚焊等问题；
- 协议不兼容：极少数旧款SD卡可能不完全遵循SD2.0规范，可尝试跳过CMD8直接发送ACMD41（但需降低初始化成功率）。
