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Microsystems Standard S D M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s P H Y S I C A L L A Y E R S P E C I F I C A T I O N P a r t 1 M a r c h 2 0 0 0 S D G r o u p M a t s u s h i t a E l e c t r i c I n d u s t r i a l C o . , L t d . ( M E I ) S a n D i s k C o r p o r a t i o n T o s h i b a C o r p o r a t i o n V e r s i o n 1 . 0 C O N F I D E N T I A L

Microsystems Standard D O N O T C O P Y ( c ) 2 0 0 0 b y S D G r o u p ( M E I , S a n D i s k , T o s h i b a ) 2 C O N F I D E N T I A L D a t e : M a r c h 2 0 0 0 S D - M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s / P a r t 1 . P h y s i c a l L a y e r S p e c i f i c a t i o n ; V e r s i o n 1 . 0 R e v i s i o n H i s t o r y C o p y r i g h t ª 2 0 0 0 S D G r o u p ( M E I , T o s h i b a , S a n D i s k ) D a t e V e r s i o n C h a n g e s c o m p a r e d t o p r e v i o u s i s s u e M a r c h 2 2 t h , 2 0 0 0 1 . 0 B a s e v e r s i o n C o n d i t i o n s f o r p u b l i c a t i o n : - P u b l i s h e r a n d C o p y r i g h t H o l d e r : S D G r o u p ( M E I , S a n D i s k , T o s h i b a ) - C o n f i d e n t i a l i t y : T h i s d o c u m e n t s h a l l b e t r e a t e d a s c o n f i d e n t i a l u n d e r t h e N o n D i s c l o s u r e A g r e e m e n t w h i c h h a s b e e n s i g n e d b y t h e o b t a i n e r . R e p r o d u c t i o n i n w h o l e o r i n p a r t i s p r o h i b i t e d w i t h o u t p r i o r w r i t t e n p e r m i s s i o n o f S D G r o u p . - E x e m p t i o n : N o n w i l l b e l i a b l e f o r a n y d a m a g e s f r o m u s e o f t h i s d o c u m e n t .

Microsystems Standard D O N O T C O P Y ( c ) 2 0 0 0 b y S D G r o u p ( M E I , S a n D i s k , T o s h i b a ) 3 C O N F I D E N T I A L D a t e : F e b r u a r y 2 0 0 0 S D - M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s / P a r t 1 . P h y s i c a l L a y e r S p e c i f i c a t i o n ; V e r s i o n 1 . 0 1 G e n e r a l d e s c r i p t i o n - 6 2 S y s t e m f e a t u r e s - 8 3 S D M e m o r y C a r d S y s t e m C o n c e p t - 9 3 . 1 B u s T o p o l o g y - 9 3 . 1 . 1 S D b u s - 1 0 3 . 1 . 2 S P I b u s - 1 1 3 . 2 B u s P r o t o c o l - 1 2 3 . 2 . 1 S D b u s - 1 2 3 . 2 . 2 S P I B u s - 1 5 3 . 3 S D M e m o r y C a r d - P i n s a n d R e g i s t e r s - 1 7 3 . 4 C o m p a t i b i l i t y t o M u l t i M e d i a C a r d - 1 9 4 S D M e m o r y C a r d F u n c t i o n a l D e s c r i p t i o n - 2 2 4 . 1 G e n e r a l - 2 2 4 . 2 C a r d I d e n t i f i c a t i o n M o d e - 2 3 4 . 2 . 1 C a r d R e s e t - 2 3 4 . 2 . 2 O p e r a t i n g V o l t a g e R a n g e V a l i d a t i o n - 2 3 4 . 2 . 3 C a r d I d e n t i f i c a t i o n P r o c e s s - 2 5 4 . 3 D a t a T r a n s f e r M o d e - 2 5 4 . 3 . 1 W i d e B u s S e l e c t i o n / D e s e l e c t i o n - 2 7 4 . 3 . 2 D a t a R e a d - 2 8 4 . 3 . 3 D a t a W r i t e - 2 8 4 . 3 . 4 E r a s e - 2 9 4 . 3 . 5 W r i t e P r o t e c t M a n a g e m e n t - 3 0 4 . 3 . 6 C a r d L o c k / U n l o c k O p e r a t i o n ( O p t i o n a l ) - 3 1 4 . 3 . 7 C o p y r i g h t P r o t e c t i o n - 3 3 4 . 3 . 8 A p p l i c a t i o n s p e c i f i c c o m m a n d s - 3 4 4 . 4 C l o c k C o n t r o l - 3 5 4 . 5 C y c l i c r e d u n d a n c y c o d e s ( C R C ) - 3 5 4 . 6 E r r o r C o n d i t i o n s - 3 7 4 . 6 . 1 C R C a n d I l l e g a l C o m m a n d - 3 7 4 . 6 . 2 R e a d , W r i t e a n d E r a s e T i m e - o u t C o n d i t i o n s - 3 7 4 . 7 C o m m a n d s - 3 8 4 . 7 . 1 C o m m a n d T y p e s - 3 8 4 . 7 . 2 C o m m a n d F o r m a t - 3 8 4 . 7 . 3 C o m m a n d C l a s s e s ( R e d e f i n e d f o r S D M e m o r y C a r d ) - 3 9 4 . 7 . 4 D e t a i l e d C o m m a n d D e s c r i p t i o n - 4 0 4 . 8 C a r d S t a t e T r a n s i t i o n T a b l e - 4 5 4 . 9 R e s p o n s e s - 4 6 4 . 1 0 S D M e m o r y C a r d S t a t u s - 4 8 4 . 1 0 . 1 C a r d S t a t u s - 4 8 4 . 1 0 . 2 S D S t a t u s - 5 2 4 . 1 1 M e m o r y A r r a y P a r t i t i o n i n g - 5 2

Microsystems Standard D O N O T C O P Y ( c ) 2 0 0 0 b y S D G r o u p ( M E I , S a n D i s k , T o s h i b a ) 4 C O N F I D E N T I A L D a t e : F e b r u a r y 2 0 0 0 S D - M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s / P a r t 1 . P h y s i c a l L a y e r S p e c i f i c a t i o n ; V e r s i o n 1 . 0 4 . 1 2 T i m i n g s - 5 3 4 . 1 2 . 1 C o m m a n d a n d R e s p o n s e - 5 4 4 . 1 2 . 2 D a t a R e a d - 5 5 4 . 1 2 . 3 D a t a W r i t e - 5 6 4 . 1 2 . 4 T i m i n g V a l u e s - 5 9 5 C a r d R e g i s t e r s - 6 0 5 . 1 O C R R e g i s t e r - 6 0 5 . 2 C I D R e g i s t e r - 6 1 5 . 3 C S D R e g i s t e r - 6 2 5 . 4 R C A R e g i s t e r - 7 1 5 . 5 D S R R e g i s t e r ( O p t i o n a l ) - 7 1 5 . 6 S C R R e g i s t e r - 7 1 6 S D M e m o r y C a r d H a r d w a r e I n t e r f a c e - 7 3 6 . 1 H o t i n s e r t i o n a n d r e m o v a l - 7 3 6 . 2 C a r d D e t e c t i o n ( I n s e r t i o n / R e m o v a l ) - 7 4 6 . 3 P o w e r p r o t e c t i o n ( I n s e r t i o n / R e m o v a l ) - 7 4 6 . 4 P o w e r u p - 7 5 6 . 5 P r o g r a m m a b l e c a r d o u t p u t d r i v e r ( O p t i o n a l ) - 7 7 6 . 6 B u s o p e r a t i n g c o n d i t i o n s - 7 9 6 . 7 B u s s i g n a l l e v e l s - 8 0 6 . 8 B u s t i m i n g - 8 1 6 . 9 L o w V o l t a g e ( 1 . 8 v ) S D M e m o r y C a r d s ( P r e l i m i n a r y ) - 8 2 7 S P I M o d e - 8 4 7 . 1 I n t r o d u c t i o n - 8 4 7 . 2 S P I B u s P r o t o c o l - 8 4 7 . 2 . 1 M o d e S e l e c t i o n - 8 4 7 . 2 . 2 B u s T r a n s f e r P r o t e c t i o n - 8 5 7 . 2 . 3 D a t a R e a d - 8 5 7 . 2 . 4 D a t a W r i t e - 8 6 7 . 2 . 5 E r a s e & W r i t e P r o t e c t M a n a g e m e n t - 8 8 7 . 2 . 6 R e a d C I D / C S D R e g i s t e r s - 8 8 7 . 2 . 7 R e s e t S e q u e n c e - 8 8 7 . 2 . 8 E r r o r C o n d i t i o n s - 8 8 7 . 2 . 9 M e m o r y A r r a y P a r t i t i o n i n g - 8 9 7 . 2 . 1 0 C a r d L o c k / u n l o c k - 8 9 7 . 2 . 1 1 A p p l i c a t i o n S p e c i f i c c o m m a n d s - 8 9 7 . 2 . 1 2 C o p y r i g h t P r o t e c t i o n c o m m a n d s - 8 9 7 . 3 S P I M o d e T r a n s a c t i o n P a c k e t s - 8 9 7 . 3 . 1 C o m m a n d T o k e n s - 8 9 7 . 3 . 2 R e s p o n s e s - 9 4 7 . 3 . 3 D a t a T o k e n s - 9 6 7 . 3 . 4 D a t a E r r o r T o k e n - 9 7 7 . 3 . 5 C l e a r i n g S t a t u s B i t s - 9 7

Microsystems Standard D O N O T C O P Y ( c ) 2 0 0 0 b y S D G r o u p ( M E I , S a n D i s k , T o s h i b a ) 5 C O N F I D E N T I A L D a t e : F e b r u a r y 2 0 0 0 S D - M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s / P a r t 1 . P h y s i c a l L a y e r S p e c i f i c a t i o n ; V e r s i o n 1 . 0 7 . 4 C a r d R e g i s t e r s - 9 9 7 . 5 S P I B u s T i m i n g D i a g r a m s - 9 9 7 . 5 . 1 C o m m a n d / R e s p o n s e - 1 0 0 7 . 5 . 2 D a t a r e a d - 1 0 0 7 . 5 . 3 D a t a w r i t e - 1 0 1 7 . 5 . 4 T i m i n g V a l u e s - 1 0 2 7 . 6 S P I E l e c t r i c a l I n t e r f a c e - 1 0 2 7 . 7 S P I B u s O p e r a t i n g C o n d i t i o n s - 1 0 2 7 . 8 B u s T i m i n g - 1 0 3 8 S D M e m o r y C a r d m e c h a n i c a l s p e c i f i c a t i o n - 1 0 4 8 . 1 C a r d p a c k a g e - 1 0 4 8 . 1 . 1 E x t e r n a l s i g n a l c o n t a c t s ( E S C ) - 1 0 4 8 . 1 . 2 D e s i g n a n d f o r m a t - 1 0 5 8 . 1 . 3 R e l i a b i l i t y a n d d u r a b i l i t y - 1 0 5 8 . 1 . 4 E l e c t r i c a l S t a t i c D i s c h a r g e ( E S D ) R e q u i r e m e n t s ( T a r g e t s p e c ) - 1 0 6 8 . 1 . 5 Q u a l i t y a s s u r a n c e - 1 0 7 8 . 2 M e c h a n i c a l f o r m f a c t o r - 1 0 7 8 . 3 S y s t e m : c a r d a n d c o n n e c t o r - 1 1 0 8 . 3 . 1 C a r d h o t i n s e r t i o n - 1 1 0 8 . 3 . 2 I n v e r s e i n s e r t i o n - 1 1 0 8 . 4 T h i n ( 1 . 4 m m ) S D M e m o r y C a r d ( P r e l i m i n a r y ) - 1 1 1 9 A p p e n d i x - 1 1 2 9 . 1 P o w e r S u p p l y D e c o u p l i n g - 1 1 2 9 . 2 C o n n e c t o r - 1 1 2 9 . 2 . 1 G e n e r a l - 1 1 2 9 . 2 . 2 C a r d I n s e r t i o n a n d R e m o v a l - 1 1 3 9 . 2 . 3 C h a r a c t e r i s t i c s - 1 1 4 1 0 A b b r e v i a t i o n s a n d t e r m s - 1 1 7

Microsystems Standard D O N O T C O P Y ( c ) 2 0 0 0 b y S D G r o u p ( M E I , S a n D i s k , T o s h i b a ) 6 C O N F I D E N T I A L D a t e : M a r c h 2 0 0 0 S D - M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s / P a r t 1 . P h y s i c a l L a y e r S p e c i f i c a t i o n ; V e r s i o n 1 . 0 G e n e r a l d e s c r i p t i o n 1 G e n e r a l d e s c r i p t i o n S D M e m o r y C a r d ( S e c u r e D i g i t a l M e m o r y C a r d ) i s a F l a s h - B a s e d m e m o r y c a r d t h a t i s s p e c i f i c a l l y d e s i g n e d t o m e e t t h e s e c u r i t y , c a p a c i t y , p e r f o r m a n c e a n d e n v i r o n m e n t r e q u i r e m e n t s i n h e r e n t i n n e w l y e m e r g i n g a u d i o a n d v i d e o c o n s u m e r e l e c t r o n i c d e v i c e s . T h e S D M e m o r y C a r d w i l l i n c l u d e a c o p y r i g h t p r o t e c t i o n m e c h a n i s m t h a t c o m p l i e s w i t h t h e s e c u r i t y o f t h e S D M I s t a n d a r d a n d w i l l b e f a s t e r a n d c a p a b l e f o r h i g h e r M e m o r y c a p a c i t y . T h e S D M e m o r y C a r d s e c u r i t y s y s t e m u s e s m u t u a l a u t h e n t i c a t i o n a n d a " n e w c i p h e r a l g o r i t h m " t o p r o t e c t f r o m i l l e g a l u s a g e o f t h e c a r d c o n t e n t . A n o n e s e c u r e d a c c e s s t o t h e u s e r ‘ s o w n c o n t e n t i s a l s o a v a i l a b l e . T h e p h y s i c a l f o r m f a c t o r , p i n a s s i g n m e n t a n d d a t a t r a n s f e r p r o t o c o l a r e f o r w a r d c o m p a t i b l e w i t h t h e M u l t i M e d i a C a r d w i t h s o m e a d d i t i o n s . T h e S D M e m o r y C a r d c o m m u n i c a t i o n i s b a s e d o n a n a d v a n c e d 9 - p i n i n t e r f a c e ( C l o c k , C o m m a n d , 4 x D a t a a n d 3 x P o w e r l i n e s ) d e s i g n e d t o o p e r a t e i n a l o w v o l t a g e r a n g e . T h e c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o l i s d e f i n e d a s a p a r t o f t h i s s p e c i f i c a t i o n . T h e S D M e m o r y C a r d h o s t i n t e r f a c e s u p p o r t s r e g u l a r M u l t i M e d i a C a r d o p e r a t i o n a s w e l l . I n o t h e r w o r d s , M u l t i M e d i a C a r d f o r w a r d c o m p a t i b i l i t y w a s k e p t . A c t u a l l y t h e m a i n d i f f e r e n c e b e t w e e n S D M e m o r y C a r d a n d M u l t i M e d i a C a r d i s t h e i n i t i a l i z a t i o n p r o - c e s s . T h e S D M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s w e r e d i v i d e d t o s e v e r a l d o c u m e n t s . T h e S D M e m o r y C a r d d o c u m e n t a t i o n s t r u c t u r e i s g i v e n i n F i g u r e 1 . F i g u r e 1 : S D M e m o r y C a r d D o c u m e n t a t i o n S t r u c t u r e • S D M e m o r y C a r d A u d i o A p p l i c a t i o n S p e c i f i c a t i o n : T h i s s p e c i f i c a t i o n a l o n g w i t h o t h e r a p p l i c a t i o n s p e c i f i c a t i o n s d e s c r i b e t h e s p e c i f i c a t i o n o f c e r t a i n a p p l i c a t i o n ( i n t h i s c a s e - A u d i o A p p l i c a t i o n ) a n d t h e r e q u i r e m e n t s t o i m p l e m e n t i t . • S D M e m o r y C a r d F i l e S y s t e m S p e c i f i c a t i o n : D e s c r i b e s t h e s p e c i f i c a t i o n o f t h e f i l e f o r m a t s t r u c t u r e o f t h e d a t a s a v e d i n t h e S D M e m o r y C a r d ( i n p r o t e c t e d a n d u n - p r o t e c t e d a r e a s ) . • S D M e m o r y C a r d S e c u r i t y S p e c i f i c a t i o n : D e s c r i b e s t h e c o p y r i g h t p r o t e c t i o n m e c h a n i s m a n d t h e a p p l i c a t i o n s p e c i f i c c o m m a n d s t h a t s u p p o r t i t . • S D M e m o r y C a r d P h y s i c a l L a y e r S p e c i f i c a t i o n ( t h i s d o c u m e n t ) : D e s c r i b e s t h e p h y s i c a l i n t e r f a c e a n d t h e c o m m a n d p r o t o c o l u s e d b y t h e S D M e m o r y C a r d . T h e p u r p o s e o f t h e S D M e m o r y C a r d P h y s i c a l L a y e r s p e c i f i c a t i o n i s t h e d e f i n i t i o n o f t h e S D M e m o r y C a r d , i t s e n v i r o n m e n t a n d h a n d l i n g . T h e d o c u m e n t i s s p l i t u p i n t o s e v e r a l p o r t i o n s . C h a p t e r 3 g i v e s a g e n e r a l o v e r v i e w o f t h e s y s t e m A u d i o A p p l i c a t i o n o t h e r A p p l i c a t i o n D o c u m e n t s F i l e S y s t e m S p e c i f i c a t i o n S D M e m o r y C a r d P h y s i c a l L a y e r S p e c . ( T h i s D o c u m e n t ) S D M e m o r y S e c u r i t y C a r d S p e c .

Microsystems Standard D O N O T C O P Y ( c ) 2 0 0 0 b y S D G r o u p ( M E I , S a n D i s k , T o s h i b a ) 7 C O N F I D E N T I A L D a t e : M a r c h 2 0 0 0 S D - M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s / P a r t 1 . P h y s i c a l L a y e r S p e c i f i c a t i o n ; V e r s i o n 1 . 0 G e n e r a l d e s c r i p t i o n c o n c e p t s . T h e c o m m o n S D M e m o r y C a r d c h a r a c t e r i s t i c s a r e d e s c r i b e d i n C h a p t e r 4 . A s t h i s d e s c r i p t i o n d e f i n e s a n o v e r a l l s e t o f c a r d p r o p e r t i e s , w e r e c o m m e n d t o u s e t h e p r o d u c t d o c u m e n t a - t i o n i n p a r a l l e l . T h e c a r d r e g i s t e r s a r e d e s c r i b e d i n C h a p t e r 5 . C h a p t e r 6 d e f i n e s t h e e l e c t r i c a l p a r a m e t e r s o f t h e S D M e m o r y C a r d ’ s h a r d w a r e i n t e r f a c e . C h a p t e r 8 d e s c r i b e s t h e p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e S D M e m o r y C a r d s a n d t h e m i n i - m a l r e c o m m e n d a t i o n s t o t h e c a r d s l o t s o r c a r t r i d g e s . A s u s e d i n t h i s d o c u m e n t , “ s h a l l ” o r “ w i l l ” d e n o t e s a m a n d a t o r y p r o v i s i o n o f t h e s t a n d a r d . “ S h o u l d ” d e n o t e s a p r o v i s i o n t h a t i s r e c o m m e n d e d b u t n o t m a n d a t o r y . “ M a y ” d e n o t e s a f e a t u r e w h o s e p r e s - e n c e d o e s n o t p r e c l u d e c o m p l i a n c e , t h a t m a y o r m a y n o t b e p r e s e n t a t t h e o p t i o n o f t h e i m p l e m e n - t o r .

Microsystems Standard D O N O T C O P Y ( c ) 2 0 0 0 b y S D G r o u p ( M E I , S a n D i s k , T o s h i b a ) 8 C O N F I D E N T I A L D a t e : F e b r u a r y 2 0 0 0 S D - M e m o r y C a r d S p e c i f i c a t i o n s / P a r t 1 . P h y s i c a l L a y e r S p e c i f i c a t i o n ; V e r s i o n 1 . 0 S y s t e m f e a t u r e s 2 S y s t e m f e a t u r e s • T a r g e t e d f o r p o r t a b l e a n d s t a t i o n a r y a p p l i c a t i o n s • V o l t a g e r a n g e : S D M e m o r y C a r d - B a s i c c o m m u n i c a t i o n ( C M D 0 , C M D 1 5 , C M D 5 5 , A C M D 4 1 ) : 2 . 0 - 3 . 6 V O t h e r c o m m a n d s a n d m e m o r y a c c e s s : 2 . 7 - 3 . 6 V S D L V M e m o r y C a r d ( l o w v o l t a g e ) - O p e r a t i i n g v o l t a g e r a n g e : 1 . 6 - 3 . 6 V • D e s i g n e d f o r r e a d - o n l y a n d r e a d / w r i t e c a r d s . • V a r i a b l e c l o c k r a t e 0 - 2 5 M H Z • U p t o 1 0 M B y t e / s e c R e a d / W r i t e r a t e ( u s i n g 4 p a r a l l e l d a t a l i n e s ) . • M a x i m u m d a t a r a t e w i t h u p t o 1 0 c a r d s • C o r r e c t i o n o f m e m o r y f i e l d e r r o r s • C a r d r e m o v a l d u r i n g r e a d o p e r a t i o n w i l l n e v e r h a r m t h e c o n t e n t • F o r w a r d c o m p a t i b i l i t y t o M u l t i M e d i a C a r d • C o p y r i g h t s P r o t e c t i o n M e c h a n i s m - C o m p l i e s w i t h h i g h e s t s e c u r i t y o f S D M I s t a n - d a r d . • P a s s w o r d P r o t e c t i o n o f c a r d s ( o p t i o n ) • W r i t e P r o t e c t f e a t u r e u s i n g m e c h a n i c a l s w i t c h • B u i l t - i n w r i t e p r o t e c t i o n f e a t u r e s ( p e r m a n e n t a n d t e m p o r a r y ) • C a r d D e t e c t i o n ( I n s e r t i o n / R e m o v a l ) • A p p l i c a t i o n s p e c i f i c c o m m a n d s • C o m f o r t a b l e e r a s e m e c h a n i s m • P r o t o c o l a t t r i b u t e s o f t h e c o m m u n i c a t i o n c h a n n e l : • T h i n ( 1 . 4 m m ) S D M e m o r y C a r d ( P r e l i m i n a r y ) S D M e m o r y C a r d C o m m u n i c a t i o n C h a n n e l S i x - w i r e c o m m u n i c a t i o n c h a n n e l ( c l o c k , c o m m a n d , 4 d a t a l i n e s ) E r r o r - p r o t e c t e d d a t a t r a n s f e r S i n g l e o r M u l t i p l e b l o c k o r i e n t e d d a t a t r a n s f e r

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