嵌入式多媒體卡eMMC芯片基礎(chǔ)知識及eMMC信號完整性量測案例
嵌入式多媒體卡eMMC存儲芯片被廣泛地應(yīng)用在手機(jī)、平板電腦、GPS終端、電子書和其他應(yīng)用微處理器的消費(fèi)電子設(shè)備和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。
在將eMMC芯片集成到電路設(shè)計中時經(jīng)常會出現(xiàn)各種問題。信號的一致性測試可以幫助用戶調(diào)試eMMC存儲接口的信號完整性問題。本文由啟威測實(shí)驗(yàn)室小編整理有關(guān)嵌入式多媒體卡eMMC芯片基礎(chǔ)知識及eMMC信號完整性量測案例。
01 eMMC基礎(chǔ)知識：
接口名稱：eMMC
英文全稱：embedded MultimediaCard
中文：嵌入式多媒體卡
標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)和制定：JEDEC & MultimediaCard Association（MMCA，多媒體卡協(xié)會）
核心成員：JEDEC SOLID STATE TECHNOLOGY ASSOCIATION 固態(tài)存儲技術(shù)協(xié)會
網(wǎng)址：www.jedec.org
當(dāng)前規(guī)范：JESD84-B51
最新版本：V5.1
生效時間：2015年2月
下一版本：TBD
說明：eMMC封裝在JESD21C標(biāo)準(zhǔn)中已有定義。
包括三種BGA封裝規(guī)格： 11.5mm x 13mm x 1.3mm、12mm x 16mm x 1.4mm、12mm x 18mm x 1.4mm；
注：自V4.3版本開始，SPI模式被移除了，即不再支持SPI模式了。
圖1 eMMC 的整體架構(gòu)
02 eMMC芯片信號完整性量測案例：
2.1 測試設(shè)備
| No. | Equipment | Model |
| 1 | Oscilloscope | Tektronix TDS7704B |
| 2 | Testscope | P7240& P7330 |
2.2 測試結(jié)果
| No | Test Item | TestResult |
| 1 | ClockSignal | Pass |
| 2 | InputSignal | Pass |
| 3 | OutputSignal | Pass |
2.3 EMMC 信號波形圖及各信號測試結(jié)果
1) Signal Integrity—Clock Signal
| 測試信號 | 測試項目 | 規(guī)格(最小值) | 規(guī)格(最大值) | 單位 | 測試值 | 測試結(jié)果 |
| CLOCK | tPERIOD | 5 | - | ns | 19.96 | Pass |
| tTLH | - | 0.2*tPERIOD | ns | 0.5498 | Pass | |
| tTHL | - | 0.2*tPERIOD | ns | 0.5887 | Pass | |
| Duty Cycle | 30 | 70 | % | 49.76~50.24 | Pass | |
| VIH | 0.625 * VCCQ | VCCQ + 0.3 | V | 3.182 | Pass | |
| VIL | VSS - 0.3 | 0.25*VCCQ | V | -0.01 | Pass | |
| Overshoot | - | - | % | 3.328 | Pass | |
| Undershoot | - | - | % | 5.243 | Pass |
2) Signal Integrity—Input Signal
| 測試信號 | 測試項目 | 規(guī)格(最小值) | 規(guī)格(最大值) | 單位 | 測試值 | 測試結(jié)果 |
| Input CMD | tISU | 1.4 | - | ns | 4.913 | Pass |
| tIH | 0.8 | - | ns | 14.79 | Pass | |
| VIH | 0.625 * VCCQ | VCCQ + 0.3 | V | 3.284 | Pass | |
| VIL | VSS - 0.3 | 0.25*VCCQ | V | -0.028 | Pass | |
| Overshoot | - | - | % | 6.06 | Pass | |
| Undershoot | - | - | % | 5.857 | Pass |
| 測試信號 | 測試項目 | 規(guī)格(最小值) | 規(guī)格(最大值) | 單位 | 測試值 | 測試結(jié)果 |
| Input D0 | tISU | 1.4 | - | ns | 7.036 | Pass |
| tIH | 0.4 | - | ns | 2.883 | Pass | |
| VIH | 0.625 * VCCQ | VCCQ + 0.3 | V | 3.238 | Pass | |
| VIL | VSS - 0.3 | 0.25*VCCQ | V | -0.002 | Pass | |
| Overshoot | - | - | % | 6.102 | Pass | |
| Undershoot | - | - | % | 7.376 | Pass |
3) Signal Integrity—Output Signal
| 測試信號 | 測試項目 | 規(guī)格(最小值) | 規(guī)格(最大值) | 單位 | 測試值 | 測試結(jié)果 |
| Output CMD | tPH | 0 | 2*UI | ns | 3.706 | Pass |
| tVW | 0.575*UI | - | ns | 19.13 | Pass | |
| VOH | 0.75 * VCCQ | - | V | 3.302 | Pass | |
| VOL | - | 0.125*VCCQ | V | -0.034 | Pass | |
| tRISE | - | 3 | ns | 1.077 | Pass | |
| tFALL | - | 3 | ns | 1.217 | Pass | |
| Overshoot | - | - | % | 6.674 | Pass | |
| Undershoot | - | - | % | 5.576 | Pass |
| 測試信號 | 測試項目 | 規(guī)格(最小值) | 規(guī)格(最大值) | 單位 | 測試值 | 測試結(jié)果 |
| Output D0 | tPH | 0 | 2*UI | ns | 5.274 | Pass |
| tVW | 0.575*UI | - | ns | 9.442 | Pass | |
| VOH | 0.75 * VCCQ | - | V | 3.281 | Pass | |
| VOL | - | 0.125*VCCQ | V | 0.0055 | Pass | |
| tRISE | - | 3 | ns | 0.25 | Pass | |
| tFALL | - | 3 | ns | 0.6784 | Pass | |
| tODLY | - | 13.7 | ns | 3.85 | Pass | |
| tOH | 2.5 | - | ns | 2.595 | Pass | |
| tODLYddr-Min | 1.5 | 7 | ns | 2.66 | Pass | |
| tODLYddr-Max | 1.5 | 7 | ns | 3.48 | Pass | |
| Overshoot | - | - | % | 7.081 | Pass | |
| Undershoot | - | - | % | 10.03 | Pass |
03 eMMC標(biāo)準(zhǔn)接口總結(jié)如下：
| Name | Type1 | Description |
| CLK | I | Clock |
| DS | O/PP | Data Strobe |
| DAT02 | I/O/PP | Data |
| DAT1 | I/O/PP | Data |
| DAT2 | I/O/PP | Data |
| DAT3 | I/O/PP | Data |
| DAT4 | I/O/PP | Data |
| DAT5 | I/O/PP | Data |
| DAT6 | I/O/PP | Data |
| DAT7 | I/O/PP | Data |
| CMD | I/O/PP/OD | Command/Response |
| RST_n | I | Hardware reset |
| VCC | S | Supply voltage for Core |
| VCCQ | S | Supply voltage for I/O |
| VSS | S | Supply voltage ground for Core |
| VSSQ | S | Supply voltage ground for I/O |
【注】 I: input; O: output; PP: push-pull; OD: open-drain; NC: Not connected (or logical high); S: power supply.
相關(guān)名詞定義：
CID: Card IDentification number register 卡識別碼寄存器
CLK: Clock signal時鐘信號
CMD: Command line or MultiMediaCard bus command (if extended CMDXX)
CRC: Cyclic Redundancy Check循環(huán)冗余檢查
CSD: Card Specific Data register卡專有數(shù)據(jù)寄存器
DAT: Data line數(shù)據(jù)線
DSR: Driver Stage Register驅(qū)動階段寄存器
啟威測實(shí)驗(yàn)室提供eMMC芯片一致性測試驗(yàn)證、eMMC芯片信號完整性測試及眼圖測試。
審核編輯：劉清
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