Storage-7---eMMC基礎

1.eMMC操作模式

如圖7-1所示，eMMC系統包含五種操作模式：

1#：開機模式

2#：設備識別模式

3#：中斷模式

4#：數據傳輸模式

5#：非活動模式

圖7-1：CMD線模式視圖

開機模式

eMMC提供兩個容量大小相同的邏輯區域，用于啟動操作，稱為引導分區，引導分區大小=128K字節xBOOT_SIZE_MULT (EXT_CSD[226])，大小由廠商在發貨前確定。

從引導分區啟動設備的優點：可以采用SLC-OTF模式，具備專用鎖定、低延遲、高可靠性等特點。主機也可選擇從用戶區啟動設備，將啟動數據保存在用戶區將減少用戶專用空間。

引導分區采用pSLC模式，而用戶區采用MLC模式（即使可以配置為pSLC），相比用戶區，從引導分區啟動設備的延遲更低，可使用EXT_CSD byte [179]，提前選擇主機啟動的分區。

0x0：未啟用開機操作模式

0x1：從引導區1啟動

0x2：從引導區2啟動

0x3-0x6：保留

0x7：從用戶區啟動

在下列情況下，發送開機操作請求：

1#：CMD線保持低電平超過74個時鐘周期

2#：主機發送CMD0 (0xFFFFFFFA)命令

達到上電周期后，接收到帶0xF0F0F0F0參數的CMD0命令或硬件復位信號有效，設備將進入開機模式：

圖7-2：開機狀態機

設備識別模式

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

圖7-3：eMMC的識別狀態圖

數據傳輸模式

分配RCA后，設備將進入數據傳輸模式，識別總線上的設備后，主機將進入數據傳輸模式。

圖7-4：eMMC的數據傳輸狀態圖

中斷模式

主機和設備同時進入或退出中斷模式，在中斷模式下，無法進行數據傳輸，只允許設備或主機發送中斷服務請求。

2.eMMC設備初始化和主機系統延遲

圖7-5是eMMC初始化流程的時間軸，從軸線可以看到，從上電開始，eMMC要先進入預空閑狀態，收到啟動請求之后再將關鍵程序指令發送給主機，主機完成加載啟動后直至主機使用，這一長段時間可以理解為開機時間，開機時間的長短很大一部分取決于eMMC的性能。

圖7-5：eMMC初始化流程

TBD：啟動延遲時間，從CMD線轉為低電平到首次開機數據輸出之間的時間，一般在40ms左右。

INIT：從CMD1到就緒之間的時間，根據JEDC規范，延遲時間最長為1s。

許多主機系統在系統上電和CMD線轉為低電平（開機）/CMD（init）之間存在延遲，而Automotive eMMC 5.1默認開啟快速INIT功能，快速INIT功能可充分利用該延遲，縮短系統初始化時間。電源穩定后（Vcc/Vccq高電平），即使客戶未將CMD線轉為低電平，eMMC也會自動執行初始化流程，從而縮短系統初始化時間。

圖7-6：快速INIT的優點---時間示例

開啟快速初始化后，電源穩定后立即啟動INIT程序，而不啟用快速初始化，INIT程序則在主機發出CMD1時啟動。

3.HW復位

使用HW復位功能，主機必須將ECSD寄存器162字節，[1:0]位設置為0x1，以便在主機可以使用其之前啟用該功能。執行復位操作之前，主機必須在尚未執行任何操作的情況下，根據JEDEC規范在RST_N引腳處至少保持1us的低電平。如果復位引腳回到高電平，則eMMC阻止任何操作，并進入預空閑狀態，如圖7-7所示。

圖7-7：eMMC的復位觸發