說(shuō)起SD NAND /SD卡寫(xiě)保護(hù)的問(wèn)題，我們先分析一下出現(xiàn)寫(xiě)保護(hù)的一些原因

首先，我們先除去SD大卡的物理開(kāi)關(guān)的問(wèn)題，目前TF卡和SD NAND都是通過(guò)軟件進(jìn)行寫(xiě)保護(hù)的開(kāi)關(guān)。

讀寫(xiě)中意外斷電、未“安全移除”、長(zhǎng)期使用產(chǎn)生壞塊、空間已滿(mǎn)等，系統(tǒng)為避免進(jìn)一步數(shù)據(jù)損壞，可能將卡自動(dòng)掛為“只讀”。

惡意程序篡改分區(qū)表、文件系統(tǒng)設(shè)置，甚至設(shè)置隱藏的只讀/寫(xiě)保護(hù)屬性，導(dǎo)致無(wú)法寫(xiě)入或格式化。

如?Windows?驅(qū)動(dòng)不兼容、用戶(hù)權(quán)限不足、注冊(cè)表項(xiàng)（如 Storage Device Policies的?Write Protect）被修改，系統(tǒng)層將設(shè)備設(shè)為“只讀”。

閃存磨損達(dá)到設(shè)計(jì)壽命或主控/電路異常，主控可能啟用只讀保護(hù)，防止數(shù)據(jù)進(jìn)一步損壞

電壓不足、掉電、浪涌等導(dǎo)致讀寫(xiě)中斷或文件系統(tǒng)損壞，進(jìn)而觸發(fā)只讀/寫(xiě)保護(hù)現(xiàn)象。這個(gè)問(wèn)題目前是比較常見(jiàn)的，所以供電電壓的穩(wěn)定性很重要，且要高估存儲(chǔ)卡的峰值電流和浪涌，這樣會(huì)導(dǎo)致電壓瞬間的變化。

所以保證穩(wěn)定供電，避免低電量設(shè)備中長(zhǎng)時(shí)間寫(xiě)入；必要時(shí)使用穩(wěn)壓與浪涌抑制設(shè)計(jì)。

寫(xiě)保護(hù)開(kāi)關(guān)和密碼設(shè)定主要是存儲(chǔ)芯片命令集中的CMD42來(lái)執(zhí)行，我們也簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)一下CMD42的功能。

CMD42功能與用途?

CMD42（Class 7，Lock Card commands）是 SD規(guī)范中用于卡片安全與鎖定的命令，可在卡內(nèi)維護(hù)的寄存器（如?PWD、PWD_LEN）上執(zhí)行：設(shè)置/清除密碼、鎖定/解鎖卡片，以及在必要時(shí)執(zhí)行“強(qiáng)制擦除”（擦除卡內(nèi)數(shù)據(jù)與密碼）。當(dāng)卡內(nèi)設(shè)置了密碼（PWD_LEN ≠ 0）時(shí)，卡在上電后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，此時(shí)常規(guī)讀寫(xiě)將被拒絕，直到通過(guò) CMD42正確解鎖。該命令是實(shí)現(xiàn)“密碼保護(hù)芯片”的核心機(jī)制。

?關(guān)鍵約束與差異?

塊長(zhǎng)度設(shè)置：執(zhí)行 CMD42前需用 CMD16設(shè)置數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度。塊長(zhǎng)度必須≥命令數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度（至少為?PWD_LEN+2? 字節(jié)）。在?SD模式下可設(shè)為任意合法偶數(shù)值；在?SPI模式下，CMD42的塊長(zhǎng)度應(yīng)取偶數(shù)，很多實(shí)現(xiàn)會(huì)直接用?1字節(jié)或?PWD_LEN+2。

密碼長(zhǎng)度限制：PWD_LEN 最多為?16字節(jié)；修改密碼時(shí)“舊密碼+新密碼”的總長(zhǎng)度最多 ?32字節(jié)。

卡片自動(dòng)鎖定：若上電時(shí)?PWD_LEN ≠ 0，卡會(huì)自動(dòng)進(jìn)入鎖定狀態(tài)。

模式差異：CMD42屬于 SD應(yīng)用命令集，SD模式下需通過(guò)應(yīng)用命令路徑（先發(fā) CMD55再發(fā) CMD42）；SPI模式下通?？芍苯影l(fā)送 CMD42。

寫(xiě)保護(hù)區(qū)分：CMD42 是“密碼鎖卡”能力；而按扇區(qū)/組的軟件寫(xiě)保護(hù)由?CMD28/CMD29/CMD30? 管理，且?SDHC/SDXC? 不支持這些寫(xiě)保護(hù)命令（不響應(yīng)）。

強(qiáng)制擦除：設(shè)置數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為?1? 并在 CMD42數(shù)據(jù)中僅置位 ERASE位，可清除卡內(nèi)數(shù)據(jù)與密碼（忘記密碼時(shí)的最后手段）

。

?字段與響應(yīng)說(shuō)明?

CMD42數(shù)據(jù)塊格式（按字節(jié)）：

Byte0：標(biāo)志位，bit7~4保留（置 0），bit3 ERASE，bit2 LOCK/UNLOCK，bit1 CLR_PWD，bit0 SET_PWD。

Byte1：PWD_LEN（密碼長(zhǎng)度，單位字節(jié)）。

Byte2…：密碼數(shù)據(jù)（按“舊密碼在前、新密碼在后”的順序提供，僅在相應(yīng)標(biāo)志置位時(shí)有效）。

末尾：附加?16位 CRC?（SPI模式）。

狀態(tài)查詢(xún)與結(jié)果：

用 CMD13（SEND_STATUS）查詢(xún)卡狀態(tài)，bit0（CARD_IS_LOCKED）為 1表示卡處于鎖定。

CMD42執(zhí)行失敗會(huì)在狀態(tài)寄存器置位?LOCK_UNLOCK_FAILED?（bit24）；若強(qiáng)制擦除失敗會(huì)置位?LOCK_UNLOCK_FAILED。

塊長(zhǎng)度與 CRC的細(xì)節(jié)：CMD42的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度由主機(jī)在 CMD16設(shè)定；SPI模式下該數(shù)據(jù)塊需包含 16位 CRC。CMD16的長(zhǎng)度參數(shù)在 CMD42場(chǎng)景下應(yīng)≥PWD_LEN+2

。

?典型操作流程（SPI模式示例）??

準(zhǔn)備：確?？ㄌ幱趥鬏敔顟B(tài)（SD模式用 CMD7選中；SPI 模式按初始化流程完成選中）。

設(shè)置塊長(zhǎng)度：CMD16（ARG=塊長(zhǎng)度，RESP=R1）。CMD42的塊長(zhǎng)度應(yīng)≥PWD_LEN+2；SPI實(shí)踐中常用?1? 或?PWD_LEN+2?（偶數(shù)）。

設(shè)置密碼（首次設(shè)置）：

CMD16(ARG=PWD_LEN+2)

發(fā)送 CMD42（CMD=0x6A, ARG=0x00000000, CRC=0x95）

數(shù)據(jù)塊：0x01（SET_PWD），PWD_LEN，舊密碼（無(wú)則填 0），新密碼

結(jié)束：附加 0xFF 填充至整塊，發(fā)送 16位 CRC

用 CMD16恢復(fù)塊長(zhǎng)度為 512（如需后續(xù)常規(guī)讀寫(xiě)）

鎖定卡片：

CMD16(ARG=PWD_LEN+2)

CMD42數(shù)據(jù)：0x04（LOCK），PWD_LEN，當(dāng)前密碼

解鎖卡片：

CMD16(ARG=PWD_LEN+2)

CMD42數(shù)據(jù)：0x08（UNLOCK），PWD_LEN，當(dāng)前密碼

清除密碼：

CMD16(ARG=PWD_LEN+2)

CMD42數(shù)據(jù)：0x02（CLR_PWD），PWD_LEN，當(dāng)前密碼

修改密碼：

CMD16(ARG=OLD_LEN+NEW_LEN+2)

CMD42數(shù)據(jù)：0x05（SET_PWD|CLR_PWD），OLD_LEN+NEW_LEN，舊密碼，新密碼

強(qiáng)制擦除（忘記密碼時(shí)，會(huì)清空數(shù)據(jù)與密碼）：

CMD16(ARG=1)

CMD42數(shù)據(jù)：0x08（ERASE），0xFF, 0xFF

狀態(tài)查詢(xún)：CMD13（R1），檢查 bit0（CARD_IS_LOCKED）
以上流程與字段取值符合 SD規(guī)范對(duì) CMD42的定義與示例實(shí)現(xiàn)。

常見(jiàn)坑與建議?

必須在“傳輸狀態(tài)”下執(zhí)行 CMD42；在 SD 模式下未正確選卡（CMD7）會(huì)導(dǎo)致失敗。

CMD42的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度不要小于?PWD_LEN+2；SPI模式下塊長(zhǎng)度請(qǐng)用偶數(shù)（1或 PWD_LEN+2）。

設(shè)置/修改密碼時(shí)，舊密碼不正確會(huì)置位 ?LOCK_UNLOCK_FAILED? 且不改變 PWD；長(zhǎng)度為 0或 >16也會(huì)失敗。

上電若?PWD_LEN ≠ 0，卡會(huì)自動(dòng)鎖定；應(yīng)用需在啟動(dòng)時(shí)檢測(cè) CARD_IS_LOCKED并按需解鎖。

忘記密碼不可逆恢復(fù)數(shù)據(jù)；“強(qiáng)制擦除”會(huì)清除數(shù)據(jù)與密碼，慎用。

不要將 CMD42的“鎖定/解鎖”與 CMD28/29/30的“扇區(qū)寫(xiě)保護(hù)”混淆；后者為可選的按組寫(xiě)保護(hù)，且 ?SDHC/SDXC? 不支持

審核編輯 黃宇