Storage-7---eMMC基礎(chǔ)

1.eMMC操作模式

如圖7-1所示，eMMC系統(tǒng)包含五種操作模式：

1#：開機(jī)模式

2#：設(shè)備識(shí)別模式

3#：中斷模式

4#：數(shù)據(jù)傳輸模式

5#：非活動(dòng)模式

圖7-1：CMD線模式視圖

開機(jī)模式

eMMC提供兩個(gè)容量大小相同的邏輯區(qū)域，用于啟動(dòng)操作，稱為引導(dǎo)分區(qū)，引導(dǎo)分區(qū)大小=128K字節(jié)xBOOT_SIZE_MULT (EXT_CSD[226])，大小由廠商在發(fā)貨前確定。

從引導(dǎo)分區(qū)啟動(dòng)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)：可以采用SLC-OTF模式，具備專用鎖定、低延遲、高可靠性等特點(diǎn)。主機(jī)也可選擇從用戶區(qū)啟動(dòng)設(shè)備，將啟動(dòng)數(shù)據(jù)保存在用戶區(qū)將減少用戶專用空間。

引導(dǎo)分區(qū)采用pSLC模式，而用戶區(qū)采用MLC模式（即使可以配置為pSLC），相比用戶區(qū)，從引導(dǎo)分區(qū)啟動(dòng)設(shè)備的延遲更低，可使用EXT_CSD byte [179]，提前選擇主機(jī)啟動(dòng)的分區(qū)。

0x0：未啟用開機(jī)操作模式

0x1：從引導(dǎo)區(qū)1啟動(dòng)

0x2：從引導(dǎo)區(qū)2啟動(dòng)

0x3-0x6：保留

0x7：從用戶區(qū)啟動(dòng)

在下列情況下，發(fā)送開機(jī)操作請(qǐng)求：

1#：CMD線保持低電平超過74個(gè)時(shí)鐘周期

2#：主機(jī)發(fā)送CMD0 (0xFFFFFFFA)命令

達(dá)到上電周期后，接收到帶0xF0F0F0F0參數(shù)的CMD0命令或硬件復(fù)位信號(hào)有效，設(shè)備將進(jìn)入開機(jī)模式：

圖7-2：開機(jī)狀態(tài)機(jī)

設(shè)備識(shí)別模式

開機(jī)操作模式完成后，如果主機(jī)或設(shè)備不支持該設(shè)備識(shí)別模式時(shí)，設(shè)備將一直處于設(shè)備識(shí)別模式狀態(tài)，直至接收到SET_RCA命令（CMD3）。

圖7-3：eMMC的識(shí)別狀態(tài)圖

數(shù)據(jù)傳輸模式

分配RCA后，設(shè)備將進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸模式，識(shí)別總線上的設(shè)備后，主機(jī)將進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸模式。

圖7-4：eMMC的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)圖

中斷模式

主機(jī)和設(shè)備同時(shí)進(jìn)入或退出中斷模式，在中斷模式下，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，只允許設(shè)備或主機(jī)發(fā)送中斷服務(wù)請(qǐng)求。

2.eMMC設(shè)備初始化和主機(jī)系統(tǒng)延遲

圖7-5是eMMC初始化流程的時(shí)間軸，從軸線可以看到，從上電開始，eMMC要先進(jìn)入預(yù)空閑狀態(tài)，收到啟動(dòng)請(qǐng)求之后再將關(guān)鍵程序指令發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)完成加載啟動(dòng)后直至主機(jī)使用，這一長(zhǎng)段時(shí)間可以理解為開機(jī)時(shí)間，開機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)短很大一部分取決于eMMC的性能。

圖7-5：eMMC初始化流程

TBD：?jiǎn)?dòng)延遲時(shí)間，從CMD線轉(zhuǎn)為低電平到首次開機(jī)數(shù)據(jù)輸出之間的時(shí)間，一般在40ms左右。

INIT：從CMD1到就緒之間的時(shí)間，根據(jù)JEDC規(guī)范，延遲時(shí)間最長(zhǎng)為1s。

許多主機(jī)系統(tǒng)在系統(tǒng)上電和CMD線轉(zhuǎn)為低電平（開機(jī)）/CMD（init）之間存在延遲，而Automotive eMMC 5.1默認(rèn)開啟快速INIT功能，快速INIT功能可充分利用該延遲，縮短系統(tǒng)初始化時(shí)間。電源穩(wěn)定后（Vcc/Vccq高電平），即使客戶未將CMD線轉(zhuǎn)為低電平，eMMC也會(huì)自動(dòng)執(zhí)行初始化流程，從而縮短系統(tǒng)初始化時(shí)間。

圖7-6：快速INIT的優(yōu)點(diǎn)---時(shí)間示例

開啟快速初始化后，電源穩(wěn)定后立即啟動(dòng)INIT程序，而不啟用快速初始化，INIT程序則在主機(jī)發(fā)出CMD1時(shí)啟動(dòng)。

3.HW復(fù)位

使用HW復(fù)位功能，主機(jī)必須將ECSD寄存器162字節(jié)，[1:0]位設(shè)置為0x1，以便在主機(jī)可以使用其之前啟用該功能。執(zhí)行復(fù)位操作之前，主機(jī)必須在尚未執(zhí)行任何操作的情況下，根據(jù)JEDEC規(guī)范在RST_N引腳處至少保持1us的低電平。如果復(fù)位引腳回到高電平，則eMMC阻止任何操作，并進(jìn)入預(yù)空閑狀態(tài)，如圖7-7所示。

圖7-7：eMMC的復(fù)位觸發(fā)