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emmc

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eMMC常识及其工作基本流程.doc 62KB

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2012/06

High Quality Professional Instruments

eMMC (Embedded MultiMediaCard) 是嵌入式多媒體卡的縮寫，由MMC協會(MultiMediaCard As-

sociation)所訂立的嵌入式記憶體標準規格，主要針對行動裝置產品為主，如手機、智慧型手

機、平板電腦、筆記型電腦…等等；這些產品它們都需要輕薄的機身，因此有減少使用零組

件面積的需求，

eMMC便因此而誕生！

eMMC 簡化了記憶體的設計，使用多晶片封裝(MCP) 技術，把 NAND Flash 晶片和控制晶片

(Control chip) 封裝在一起，打成單一顆晶片，如此便可以省下零組件並增加電路板面積。

eMMC

技術應用

eMMC架構是由一個嵌入式儲存方案所組成，

內部結構帶有

MMC介面、NAND Flash 以及 Control

所組成，經由BGA封裝在一顆小型的晶片上。簡

單來說，

HOST processor只需要透過MMC BUS下達

命令即可，不需要任何記憶體管理方面的演算法

(ECC、Wear-Leveling、BBM)的計算，這些都已經交

給了與

NAND Flash封裝在一起的Control chip，這對

研發團隊來說無疑是降低研發成本的好方法。

eMMC

結構

前言

圖一: eMMC 結構

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2012/06

High Quality Professional Instruments

接腳名稱

1 Data3

2 Command

3 VSS

4 VDD

5 Clock

6 VSS(2)

7 Data0

8 Data1

9 Data2

10 Data4

11 Data5

12 Data6

13 Data7

eMMC 規格

表一: MMC接腳與名稱

eMMC傳輸速度高達52MB/s，電壓範圍為1.8v至3.3v，具備高速且可升級的特性。制定規

格上，

eMMC 4.2 制訂了eMMC介面速度及容量，介面速度為52MB/s、容量規格則大於2GB。到

了

eMMC 4.3則新增Booting Function、Explicit Sleep Mode、Reliable Write等功能。而目前最新的

eMMC 4.4 更強化雙倍記憶體介面效能 (DDR)，使原本定義的52MB/s速度提升到100MB/s以上，

效能提高

2倍，此外還加入了彈性分區管理概念(Multiple Partitioning)，將晶片定義為High Den-

sity及High Performance兩個部份，可將程式碼和系統資料放在High Performance區塊，如此一來

便可以更有彈性的使用區塊容量，而且在

eMMC 4.4 還增加了防寫的功能，提高資料安全性。

表一和圖二為

MMC接腳名稱表與外觀圖。

圖二: MMC外觀

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2012/06

High Quality Professional Instruments

eMMC 的特性及優勢

Has these System Voltage (VDD) Ranges :

•

Ten-wire bus (clock, 1 bit command, 8 bit data bus) and a hardware reset.

•

- Clock frequencies of 0-200MHz

- Three dierent data bus width modes: 1-bit , 4-bit, and 8-bit

Data protection Mechanisms (Write Protection Types) :

•

- Password (密碼保護功能)

Permanent(永久性保護)

Power-On(上電保護)

Temporary(暫時性寫入資料保護)

Dierent types of error protected read and write modes

•

(兩種讀寫模式):

Single Block(單塊讀寫)

Multiple Block(多塊讀寫)

Data Removal Commands

•

(三種抹除資料命令，以Block為單位):

Erase(抹除映射裝置位址的資料)

Trim(是寫入Block，而非抹除區塊)

Sanitize(物理移除，刪除未映射使用的位址資料)

Enhance host and device communication techniques to improve performance

•

- Power O Notication (斷電告知)

- High Priority Interrupt (高優先中斷 HPI)

Background Operations (後台操作)

- Partitioning(分區管理)

System data tagging (系統資料標記功能)

Introduces dual data rate transfer (DDR mode)

•

High Voltage MultiMediaCard Dual Voltage MultiMediaCard

Communication 2.7 - 3.6 1.70 - 1.95, 2.7 - 3.6 (Note 1)

Memory Access 2.7 - 3.6 1.70 - 1.95, 2.7 - 3.6

NOTE 1 VDD range: 1.95V - 2.7V is not supported.

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High Quality Professional Instruments

eMMC 操作模式

所有

•

Host與Card之間的傳輸控制都是統一由HOST來控制，而HOST發送控制命令有分為

兩種廣播和位址(點對點傳輸)

eMMC

•

的五種操作模式：開機模式、ID辨識模式、中斷模式、資料傳輸模式、無效模式

(如表二)

廣播命令模式

Broadcast commands

顧名思義，就是HOST發送一個命令給所有的MMC

卡，而某些卡則會對這命令做出回應。

位址命令模式

Addressed (point-to-point) commands

可以理解成直接命令，也就是說Host直接對某張

MMC卡下一個命令，而卡針對此命令直接做反應。

開機模式

Boot mode

Power ON

後，卡若收到CMD0(GO_Idle_State)並帶

argument(0xF0F0F0F0)，此時Card若支援Boot mode則

會進入

Boot mode，否則進入identication mode。

ID 辨識模式

Card identication mode

Power ON 後，經過Boot mode完成或不支援Boot

mode

，Card都將會進入此模式持續等待收到Host下

CMD3(Send_Relative_Address)

中斷模式

Interrupt mode

Host

和Card會同時進入此模式，此模式中不會做

Data Transfer，只允許Host or Card 送出 interrupt

service request

。

資料傳輸模式

Data transfer mode

當卡收到由Host所給予的RCA，這時卡便會進入

Data transfer mode，等待讀寫動作指令。

無效模式

Inactive mode

當Card若為電壓不符規定或插入方式無效時便會進

入此模式，亦可使用

CMD15(GO_INACTIVE_ STATE )命

令使一個已標識的

Card進入非活動狀態。

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High Quality Professional Instruments

目前

•

eMMC 4.5 Specication 定義了4種速度模式，如表三所示

裝置狀態 (Card)

操作模式排線模式

Inactive State Inactive mode

Open-drain

(低電位輸出)

Pre-Idle State

Boot mode

Pre-Boot State

Idle State

Device identication modeReady State

Identication State

Stand-by State

Data Transfer mode

Push-pull

(高電位輸出)

Sleep State

Transfer State

Bus-Test State

Sending-data State

Receive-data State

Programming State

Disconnect State

Boot State Boot mode

Wait-IRQ State Interrupt mode Open-drain

模式名稱

Mode Name

數據傳輸模式

Data Rate

電壓

I/O Voltage

資料寬度

Bus Width(bit)

時脈頻率

CLK Frequency

最大資料傳輸量

Max Data Transfer

(implies x8 Bus width)

Backwards Compatibility

with legacy MMC card

Single 3/1.8/1.2V 1, 4, 8 0-26MHz 26MB/s

High speed SDR Single 3/1.8/1.2V 4, 8 0-52MHz 52MB/s

High Speed

DDR

Dual 3/1.8/1.2V 4, 8 0-52MHz 104MB/s

HS200 Single 1.8/1.2V 4, 8 0-200MHz 200MB/s

表二: 操作模式與裝置狀態對照表

表三:

4種速度模式

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内容反馈

子曰小玖

2017-08-04

谢谢楼主分享！
ranevatio

2018-09-20

能用，已经在用了。
C_source

2017-09-10

常识性的，谢谢分享

麻辣软硬件

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