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SD记忆卡于1999年8月由松下电子（Matsushita Electric）、SanDisk及东芝（Toshiba）三家公司共同达成开发协议，为下一世代的半导体储存装置制定新的产业标准规格，并共同命名为“SD”（SD亦为早期DVD的称呼）记忆卡。随后并成立一家名为SD-3C的公司负责将相关技术规格授权厂商制造。并于2000年1月正式成立SD Association（www.sdcard.org），向全世界推广SD内存标准规格，并进行制定SD卡相关应用产品规格及检测规范。

由于储存媒体的演进同时也改变了数字内容复制的观念，从早期数字内容保护是以控制的观念为思考模式（仅有禁止及自由复制两种思维，两者以外就是盗版行为）；而新的数字时代，由于个人创作产品及内容逐渐普及，于是衍生出高品质数字内容复制的需求，同时也掀起了拥有数字内容版权者、多样化保护智慧财产权的需求，在强调个人数字版权管理的时代，新的数字内容使用规则于是产生；SD记忆卡具有CPRM（Content Protection for Recordable Media）智权保护机制，可使用在Music Player上，具有数字音源保护的功能，CPRM主要由四家公司主导（IBM、Intel、Toshiba及Matsushita），并成立一家名为4C Entity的公司进行相关智权保护应用产品使用及制造授权；由于SD卡强调的是Secure Digital，因此只要是SD Memory Card，必需具有CPRM之智权保护机制，以配合不同种类应用产品的数据保护需求。

SD Memory Card并设计具有I/O功能（如：UART、Bluetooth、GPS、Camera、PHS、Wireless LAN），其多用途之应用机制是造成目前电子产品制造业争相投入的关键。其亦设计小型之miniSD Card，可用在手机、数字相机及Music Player等小型化电子商品上，以与RS-MMC及Memory Stick Duo Pro竞争。

SD记忆卡内部的结构如(图四)，可区分为卡控制器（Card Controller）、内存控制器（Memory Controller）及内存（Memory Chip）三大部份。卡控制器包含了：卡与应用产品端之接口传输协议机制、编码机制及版权保护机制。内存控制器主要是负责，将卡控制器指令转换成对内存存取之功能；可依据不同的内存构造技术进行搭配设计，以获得最佳之数据储存及传输功能。Flash内存用于目前小型记忆卡数据储存方面，可大致区分为AND及NAND Flash技术两种，存取数据方式依不同技术而有所不同。

SD卡（24×32×21 mm）外壳包装接脚相容于Multi Media Card（24×32×14 mm），但比Multi Media Card多出0.7mm的厚度，可提供较多的内存摆设空间，侧边滑轨可防止卡片上下反插，具有如同VHS或MD防止写入的保护开关，9个金属接脚提供4bit数据并行传输接口；如(图五)。

资料来源：SDA

图四　SD卡的结构
　

资料来源：SDA
图五　SD Card的规格特性架构
　

SD卡各项规格特性详述
目前有SD卡的外型规格有两种：SD记忆卡及miniSD卡，如(表二)。miniSD卡主要是为了因应手机应用，缩小SD记忆卡尺寸设计而成，具有11个金属接脚，较SD 记忆卡多出2支接脚，可做为未来增加功能的使用，如非接触式的天线设计。电子商务（e-commerce）亦是未来手机应用的趋势，卡的信息保护机制（CPRM）仍是必备的特性之一，miniSD卡亦可透过转接器（Adapter）兼容于既有的SD记忆卡应用环境。

资料来源：SDA

表二　SD Memory Card and miniSD Card规格比较
　

如图五，SD Card的规格特性架构包含了实体层（Physical Layer），负责定义卡的外型（Form factor）、电器特性（Electric characteristic）及一般的指令（General command）操作。档案系统层（File System Layer），负责定义逻辑档案（Logical File）架构。保密层（Security Layer），负责定义保密指令的操作。应用层（Application Layer），则包含11种产品应用，如SD-Audio、SD-Picture、SD-Vice、SD-pDocument、SD-Video、SD-PIM、SD-Image、SD-ePublish, SD- Sound、SD-Binding、SD-Map、SD Card等，另外又定义SDIO特性，IO应用范围包含：Bluetooth（Type-A/B）、Camera、GPS、PHS、Wireless LAN...等。
在智慧财产内容的保护上，SD Card有以下特性：

˙使用从个别金钥（Private Key）推导出媒体介质独特的金钥（Unique Key），进行交互认证（Mutual Authentication）。
˙金钥储存保护区，只有在交互认证确认无误之后，才可以顺利取得使用权。
˙当需要将数据存入SD Card进行保护的时候，著作权保护讯息，将会透过储存在保护区内之媒体介质独特的金钥（Unique Key）进行编码，接着将需要保护的音乐内容借由著作权保护讯息进行编码，存入数据区。
˙当需要将受保护之数据从SD Card数据区读出来的时候，经由成功的交互认证后，著作权保护讯息将会被读出，当播放器将已经编码的音乐内容读出后，以著作权保护讯息进行受保护音乐内容的译码，即可顺利还原之前未经编码保护之音乐内容。
˙若只是将编码保护之音乐内容，从数据区复制到其它SD Card，而没有储存在保护区内之媒体介质独特的金钥（Unique Key）来进行译码，将无法顺利播放原音。如此非法复制音乐内容将无法达成。SD Card保护著作权架构如(图六)。

资料来源：SDA、4C Entity

图六　SD Card保护著作权架构
　

资料来源：SDA

图七　SDA Membership
　

在全球如Samsung及Hynix DRAM大厂，决定停止量产DRAM，全力投入Flash Memory制造下，台湾目前仅有少数厂商决定投入，其主要瓶颈在于生产及制程技术操纵在Toshiba/SanDisk、Samsung、STMicroelectronics/Hynix、Renesas、Saifun/Infineon...等国际大厂手里。由于Flash Memory Chip占目前小型记忆卡总产值的一半左右，在未来可以预见的小型记忆卡市场激烈竞争之下，国内厂商若无法充分掌握生产Flash Memory的技术，相对于国际Flash Memory大厂，逐渐转投入生产小型记忆卡；国内小型记忆卡厂商届时将无招架之力。（本文原载于零组件杂志第157期；作者任职于工研院光电所）