eMMC5.1入门教程【1】eMMC简介与协议概览

2021/01/04 13:21
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目录

1 eMMC简介

1.1eMMC的外观图与引脚说明图

1.2eMMC的定义

1.3eMMC的基础操作

2 eMMC5.1协议

2.1 eMMC5.1协议文档的获取

2.2 eMMC的初始化

2.3 eMMC的读写

3 本专栏教程的目标

3.1 内容核心

3.2 教程安排



1 eMMC简介

通俗点说,eMMC就是一个存储芯片,就像SD卡一样,用于存取数据。从普通开发者角度看,只要遵循eMMC协议,就可以对eMMC芯片进行读写操作。(拓展:SD卡、UFS芯片、eMMC芯片、U盘都是类似的功能,从使用角度看,只是接口不同、通信协议不同,本教程只涉及目前最新的eMMC芯片,遵循eMMC5.1协议。)

1.1eMMC的外观图与引脚说明图

下图(图一)是网上搜索到的一款国产eMMC芯片(eMMC采用BGA封装):

eMMC芯片外观 图一 eMMC芯片外观

而关于其引脚定义,笔者也在网上找到一个图(图二):

eMMC引脚定义  图二 eMMC引脚定义图

 

其中,RFU 引脚暂无作用(RFU是 “Reserved for Future Use” 的缩写)

而关于其他引脚的作用,见下图图三(具体作用后续会详细描述):

注:图三出自eMMC5.1协议文档 第5.3章 (e•MMC Device Overview)

eMMC引脚说明图表 图三 eMMC引脚说明

                                                                 

特别说明的是DS引脚,也就是Data Strobe引脚,原文档描述为:

 
Data Strobe : This signal is generated by the device and used for output in HS400 mode.
The frequency of this signal follows the frequency of CLK. For data output each cycle of this signal
directs two bits transfer(2x) on the data - one bit for positive edge and the other bit for negative edge.
For CRC status response output and CMD response output (enabled only HS400 enhanced strobe
mode), the CRC status and CMD Response are latched on the positive edge only, and don't care on
the negative edge.
 
简单点说,就是这个引脚只有在HS400的速度模式下才被使用,后续讲到给eMMC调速度模式的时候会详述。目前只需要知道eMMC的速度模式分为SDR50、HS200、HS400,共三种。常用的速度为SDR50模式的26M、52M;HS200模式下的200M;HS400模式下的400M;更详细的如下图图四所示:
总线速度模式 图四 eMMC总线速度模式

 

关于eMMC总线的连线图如下图图五所示:
注:图五出自eMMC5.1协议文档 第10 章 (The e •MMC bus)
 
eMMC协议总线图 图五 eMMC总线连线图
 

1.2eMMC的定义

eMMC ,即:Embedded Multi Media Card 的缩写。由一个嵌入式存储解决方案组成,带有MMC接口、快闪存储器设备及主控制器。所有都在一个小型的BGA 封装。接口速度最高可达每秒400MBytes,其接口电压可以是1.8V或者是3.3V。(一般VCCQ 1.8V,VCC 3.3V)

1.3eMMC的基础操作

对于一般的开发者,eMMC的基础操作包括:初始化操作(CMD0+CMD1+CMD2+CMD3+CMD7)、(多种速率的)读写操作、写保护操作、分区操作。

在此后的章节中将详细展开叙述。本篇为开篇简介与概览,故而只是简单介绍。

2 eMMC5.1协议

2.1 eMMC5.1协议文档的获取

如下链接,无需C币:

eMMC5.1协议文档(目录中重点章节已高亮)

2.2 eMMC的初始化

eMMC上电后,需要先初始化,才能进行后续的读写操作。

初始化的命令序列为:CMD0 发一次、CMD1发多次(直到返回值首位为1)、CMD2、CMD3、CMD7

以上的命令序列发送成功后,eMMC便进入了transfer模式,可进行读写等操作。

2.3 eMMC的读写

eMMC进入了transfer模式后,也就是初始化序列发送成功后,eMMC上盘成功,可进行读写操作。

普通的读写方式有两种:

(1)主控芯片先通过命令指定起始地址,再通过命令指定要传输的块数,然后发送数据;

(2)主控芯片先通过命令指定起始地址,开始发送数据,发完数据再发命令通知eMMC芯片结束读写操作。

后续章节将详细描述。

3 本专栏教程的目标

目标为:从普通开发者角度,描述清楚eMMC的常用功能,使得读者能对eMMC有一个较为全面的了解,并具备一些基本的开发能力。

3.1 内容核心

(1)eMMC芯片的引脚说明;

(2)eMMC芯片的初始化;

(3)eMMC芯片的读写操作;

(4)eMMC芯片的速度模式调整;

(5)eMMC芯片的分区操作;

(6)eMMC芯片的写保护操作。

3.2 教程安排

本教程篇幅计划15篇,其中:

第1-3篇为基础篇,涉及内容为本教程全部内容的简单描述,供入门与了解使用;

第4-5篇为初始化相关内容的专讲;

第6-8篇为读写操作的专讲,包括普通读写与打包读写;

第9-11篇为三种速度模式的专讲(SDR50、HS200、HS400);

第12-13篇为分区操作相关内容;

第13-14篇为写保护操作的相关内容;

第15篇为几个常用寄存器的专讲与全教程的总结

第16-17篇(如果有时间写的话)为命令队列 (CMDQ) 的相关内容

 

 

 

 

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