說起SD NAND /SD卡寫保護的問題，我們先分析一下出現寫保護的一些原因

首先，我們先除去SD大卡的物理開關的問題，目前TF卡和SD NAND都是通過軟件進行寫保護的開關。

讀寫中意外斷電、未“安全移除”、長期使用產生壞塊、空間已滿等，系統為避免進一步數據損壞，可能將卡自動掛為“只讀”。

惡意程序篡改分區表、文件系統設置，甚至設置隱藏的只讀/寫保護屬性，導致無法寫入或格式化。

如?Windows?驅動不兼容、用戶權限不足、注冊表項（如 Storage Device Policies的?Write Protect）被修改，系統層將設備設為“只讀”。

閃存磨損達到設計壽命或主控/電路異常，主控可能啟用只讀保護，防止數據進一步損壞

電壓不足、掉電、浪涌等導致讀寫中斷或文件系統損壞，進而觸發只讀/寫保護現象。這個問題目前是比較常見的，所以供電電壓的穩定性很重要，且要高估存儲卡的峰值電流和浪涌，這樣會導致電壓瞬間的變化。

所以保證穩定供電，避免低電量設備中長時間寫入；必要時使用穩壓與浪涌抑制設計。

寫保護開關和密碼設定主要是存儲芯片命令集中的CMD42來執行，我們也簡單學習一下CMD42的功能。

CMD42功能與用途?

CMD42（Class 7，Lock Card commands）是 SD規范中用于卡片安全與鎖定的命令，可在卡內維護的寄存器（如?PWD、PWD_LEN）上執行：設置/清除密碼、鎖定/解鎖卡片，以及在必要時執行“強制擦除”（擦除卡內數據與密碼）。當卡內設置了密碼（PWD_LEN ≠ 0）時，卡在上電后會自動進入鎖定狀態，此時常規讀寫將被拒絕，直到通過 CMD42正確解鎖。該命令是實現“密碼保護芯片”的核心機制。

?關鍵約束與差異?

塊長度設置：執行 CMD42前需用 CMD16設置數據塊長度。塊長度必須≥命令數據結構長度（至少為?PWD_LEN+2? 字節）。在?SD模式下可設為任意合法偶數值；在?SPI模式下，CMD42的塊長度應取偶數，很多實現會直接用?1字節或?PWD_LEN+2。

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

卡片自動鎖定：若上電時?PWD_LEN ≠ 0，卡會自動進入鎖定狀態。

模式差異：CMD42屬于 SD應用命令集，SD模式下需通過應用命令路徑（先發 CMD55再發 CMD42）；SPI模式下通常可直接發送 CMD42。

寫保護區分：CMD42 是“密碼鎖卡”能力；而按扇區/組的軟件寫保護由?CMD28/CMD29/CMD30? 管理，且?SDHC/SDXC? 不支持這些寫保護命令（不響應）。

強制擦除：設置數據塊長度為?1? 并在 CMD42數據中僅置位 ERASE位，可清除卡內數據與密碼（忘記密碼時的最后手段）

。

?字段與響應說明?

CMD42數據塊格式（按字節）：

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

Byte1：PWD_LEN（密碼長度，單位字節）。

Byte2…：密碼數據（按“舊密碼在前、新密碼在后”的順序提供，僅在相應標志置位時有效）。

末尾：附加?16位 CRC?（SPI模式）。

狀態查詢與結果：

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

CMD42執行失敗會在狀態寄存器置位?LOCK_UNLOCK_FAILED?（bit24）；若強制擦除失敗會置位?LOCK_UNLOCK_FAILED。

塊長度與 CRC的細節：CMD42的數據塊長度由主機在 CMD16設定；SPI模式下該數據塊需包含 16位 CRC。CMD16的長度參數在 CMD42場景下應≥PWD_LEN+2

。

?典型操作流程（SPI模式示例）??

準備：確保卡處于傳輸狀態（SD模式用 CMD7選中；SPI 模式按初始化流程完成選中）。

設置塊長度：CMD16（ARG=塊長度，RESP=R1）。CMD42的塊長度應≥PWD_LEN+2；SPI實踐中常用?1? 或?PWD_LEN+2?（偶數）。

設置密碼（首次設置）：

CMD16(ARG=PWD_LEN+2)

發送 CMD42（CMD=0x6A, ARG=0x00000000, CRC=0x95）

數據塊：0x01（SET_PWD），PWD_LEN，舊密碼（無則填 0），新密碼

結束：附加 0xFF 填充至整塊，發送 16位 CRC

用 CMD16恢復塊長度為 512（如需后續常規讀寫）

鎖定卡片：

CMD16(ARG=PWD_LEN+2)

CMD42數據：0x04（LOCK），PWD_LEN，當前密碼

解鎖卡片：

CMD16(ARG=PWD_LEN+2)

CMD42數據：0x08（UNLOCK），PWD_LEN，當前密碼

清除密碼：

CMD16(ARG=PWD_LEN+2)

CMD42數據：0x02（CLR_PWD），PWD_LEN，當前密碼

修改密碼：

CMD16(ARG=OLD_LEN+NEW_LEN+2)

CMD42數據：0x05（SET_PWD|CLR_PWD），OLD_LEN+NEW_LEN，舊密碼，新密碼

強制擦除（忘記密碼時，會清空數據與密碼）：

CMD16(ARG=1)

CMD42數據：0x08（ERASE），0xFF, 0xFF

狀態查詢：CMD13（R1），檢查 bit0（CARD_IS_LOCKED）
以上流程與字段取值符合 SD規范對 CMD42的定義與示例實現。

常見坑與建議?

必須在“傳輸狀態”下執行 CMD42；在 SD 模式下未正確選卡（CMD7）會導致失敗。

CMD42的數據塊長度不要小于?PWD_LEN+2；SPI模式下塊長度請用偶數（1或 PWD_LEN+2）。

設置/修改密碼時，舊密碼不正確會置位 ?LOCK_UNLOCK_FAILED? 且不改變 PWD；長度為 0或 >16也會失敗。

上電若?PWD_LEN ≠ 0，卡會自動鎖定；應用需在啟動時檢測 CARD_IS_LOCKED并按需解鎖。

忘記密碼不可逆恢復數據；“強制擦除”會清除數據與密碼，慎用。

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

審核編輯 黃宇