eMMC基础知识介绍课件.pptx

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1、eMMC基础知识介绍主要内容eMMC的基本概念eMMC总线和寄存器的相关介绍eMMC的工作模式什么是eMMCeMMC全称是EmbeddedMultiMediaCard（嵌入式多媒体卡）由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC接口、NANDFlash以及MMC控制器，这些结构都被封装在一个小型BGA中。简单的来说，eMMC=NANDFlash+MMC控制芯片+MMC标准接口。eMMC的优势eMMC在内部集成了存储控制器，其中包含了协议、擦写均衡、坏块管理、ECC校验、电源管理、时钟管理、数据存取等功能。相比于直接将NANDFlash接入到主机进行使用，eMMC屏蔽了NANDFlash的物理特性，

2、这样减少了主机端软件的复杂度，让主机端专注于上层业务，省去了对NANDFlash的特殊处理。同时，eMMC还运用了缓存、存储阵列等技术，在读写性能上也比NANDFlash要好很多。因此，eMMC也逐渐成为了目前最常用的移动设备本地存储解决方案。eMMC与SD的关系eMMC和SD的技术本质是一样的，都是从MMC规范演化而来,使用相同的总线规范；eMMC强调的是多媒体存储（MM，MultiMedia）；SD强调的是安全和数据保护（S，Secure）；目前eMMC协议规范最新的版本是JESD84-B51，它规范了总线接口以及控制芯片，而对在系统架构中的主机和存储阵列部分的内容并没有未完全规定。eMM

3、C协议规范eMMC总线eMMC的总线由11条信号线组成，一条时钟信号线（CLK），一条数据选通信号线（DataStrobe），一条命令信号线（CMD），八条数据信号线（DAT０-7）。CLK用于从主机输出时钟信号，进行数据传输的同步和设备运作的驱动。在一个时钟周期内，CMD和DAT0-7上都可以支持传输1bit数据，即SDR（SingleDataRate）模式。此外，DAT0-7信号还支持配置为DDR（DoubleDataRate）模式，在一个时钟周期内，可以传输2bits数据。DataStrobe是在eMMC5.0中引入的一根时钟信号线。它是由eMMC发送给主机的，且频率与时钟线相同，用于和

4、主机端进行数据接收的同步。该信号线只能在HS400模式下配置启用，启用后可以提高数据传输的稳定性。CMD线是双向命令通道信号线，用于主机向eMMC发送命令以及eMMC向主机回传应答。CMD线在上电后都是保持高电平状态，因此命令和应答数据的起始位都是“0”。下图就是命令和应答的具体格式。eMMC总线命令格式应答格式eMMC总线DAT线用于主机和eMMC之间的数据传输。在设备上电或者软复位后，只有DAT0可以进行数据传输，在eMMC完成初始化后，可通过命令CMD6配置DAT0-3或者DAT0-7进行数据传输，即将eMMC配置为4bits或者8bits传输模式。但所有的传输模式下，数据块的结构都是大

5、致相同的，都是由起始位“0”，数据，CRC16和停止位“1”这四部分组成的。以下是在不同传输模式下，数据块的格式。1bitSDR模式4bitsSDR模式8bitsSDR模式eMMC总线在双倍数据率模式下，DAT线在时钟的上升沿和下降沿都会传输数据，其中上升沿传输数据的奇数字节（Byte1,3,5...），下降沿则传输数据的偶数字节（Byte2,4,6...），每条DAT线上都有两个相互交织的CRC16，上升沿的CRC比特组成oddCRC16，用于校验该DAT线上所有上升沿比特组成的数据。下降沿的CRC比特组成evenCRC16，用于校验该DAT线上所有下降沿比特组成的数据。8bitsDDR模式

6、4bitsSDR模式eMMC传输速率随着eMMC协议的版本迭代，eMMC总线的速率越来越高。为了兼容旧版本的设备，所有设备在上电或者重启后，都会先进入兼容速率模式。在完成设备的初始化后，主机可以通过命令CMD6，让设备进入其他高速率模式。目前eMMC支持的传输速率如下表所示。主机就是通过命令对控制芯片的寄存器进行读写，来完成对eMMC的操作。控制芯片的寄存器主要有以下部分：OCR，工作条件寄存器，存放设备的电压信息概况和访问模式；CID，设备识别寄存器，存放设备在识别阶段所使用到的设备识别信息。每个设备都有一个独一无二的识别号；RCA，相对地址寄存器，存放设备在识别阶段主机分配的设备地址。此地

7、址用于设备识别之后主机与设备之间的寻址通讯；CSD，数据寄存器，寄存着设备内容访问方式的信息，其中定义了数据格式、读写数据块的大小、最长数据访问时间、数据传输速度、DSR寄存器是否可用等。EXT_CSD，扩展数据寄存器，定义了设备属性和选定的模式。它长512字节，高320位字节是属性段，定义了设备能力，不能被主机更改。低192位字节是模式段，定义了设备的工作配置。主机可以被通过SWITCH命令（C