1 簡(jiǎn)介
eMMC(Embedded Multi Media Card)是嵌入式多媒體卡的簡(jiǎn)稱(chēng),主要是針對(duì)智能手機(jī)和平板電腦特點(diǎn)等設(shè)計(jì)的。它的實(shí)質(zhì)是在NAND Flash的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)控制器,并預(yù)留了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。
2 eMMC尺寸及封裝介紹
尺寸介紹
針對(duì)eMMC的封裝,根據(jù)PIN腳可以分為153ball和 169ball ,但是這兩種的引腳是兼容的,只是后者多了16個(gè)空腳,用于芯片的固定,沒(méi)有任何信號(hào)定義。芯片封裝萬(wàn)科的尺寸有:
- 11.5*13
- 12*16
- 14*18
- 16*20
實(shí)物圖片見(jiàn)下:
封裝介紹
eMMC的封裝通常有兩種形態(tài),分別153ball和 196ball, 196ball應(yīng)用較少,這里主要說(shuō)明153ball的相關(guān)信息:
封裝見(jiàn)下:
尺寸信息
3 工作原理
eMMC主要可以分為兩個(gè)部分:Flash和 Contrller 。eMMC的實(shí)質(zhì)是集成了存儲(chǔ)控制器的Nand Flash。詳見(jiàn)下圖:
Flash
eMMC常采用非易失性存儲(chǔ)器,掉電后數(shù)據(jù)不丟失的Nand Flash。
Contrller
各個(gè)區(qū)域的功能見(jiàn)下:
區(qū)域 | 名稱(chēng) |
---|---|
BOOT Area Partition 1 & 2 | 此分區(qū)主要是為了支持從 eMMC 啟動(dòng)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。該分區(qū)的數(shù)據(jù),在eMMC上電后,可以通過(guò)很簡(jiǎn)單的協(xié)議就可以讀取出來(lái)。同時(shí),大部分的 SOC 都可以通過(guò)GPIO或者 FUSE 的配置,讓ROM代碼在上電后,將eMMC BOOT 分區(qū)的內(nèi)容加載到SOC 內(nèi)部的 SRAM 中執(zhí)行。 |
RPMB Partition | RPMB是Replay Protected Memory Block 的簡(jiǎn)稱(chēng),它通過(guò) HMAC SHA-256和Write Counter來(lái)保證保存在 RPMB 內(nèi)部的數(shù)據(jù)不被非法篡改。在實(shí)際應(yīng)用中,RPMB 分區(qū)通常用來(lái)保存安全相關(guān)的數(shù)據(jù),例如指紋數(shù)據(jù)、安全支付相關(guān)的密鑰等。 |
General Purpose Partition 1~4 | 此區(qū)域則主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)或者用戶數(shù)據(jù)。General Purpose Partition 在芯片出廠時(shí),通常是不存在的,需要主動(dòng)進(jìn)行配置后,才會(huì)存在。 |
User Data Area | 此區(qū)域則主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)。User Data Area 通常會(huì)進(jìn)行再分區(qū),例如 Android 系統(tǒng)中,通常在此區(qū)域分出 boot、system、userdata 等分區(qū) |
4 引腳說(shuō)明
電源引腳
序號(hào) | 名稱(chēng) | 意義 |
---|---|---|
1 | VCCQ電壓 | 該電壓由CPU的數(shù)據(jù)總線的VCCIO決定(eMMC總線VCCIO值必須與VCCQ保持一致) |
2 | VCC電壓 | 該電壓為核心電壓; |
3 | VDDIM | 內(nèi)部與內(nèi)核供電端相連,主要功能是穩(wěn)定內(nèi)核電壓,該P(yáng)IN腳直接連接一個(gè)對(duì)地的1μF電容。 |
控制信號(hào)引腳
序號(hào) | 名稱(chēng) | 意義 |
---|---|---|
1 | CLK | 從Host輸出的時(shí)鐘信號(hào),用于數(shù)據(jù)的同步。 |
2 | CMD | 主要用于Host向eMMC發(fā)送指令以及eMMC向Host發(fā)送請(qǐng)求。 |
3 | DS時(shí)鐘 | DS時(shí)鐘由eMMC發(fā)送給Host,用于Host與eMMC進(jìn)行數(shù)據(jù)接收同步。只有在HS400模式下,才需要使用DS引腳。 |
注意 :HS200模式下,需要使用CLK、CMD、D[3...0];HS400模式下,需要使用CLK、CMD、D[7...0]、DS。
數(shù)據(jù)信號(hào)引腳
D[7...0]:Dx信號(hào)主要用于 Host 和 eMMC 之間的數(shù)據(jù)傳輸。在 eMMC 上電或者軟復(fù)位后,只有 DAT0 可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,完成初始化后,可配置 4bit 或者8bit進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
5 eMMC電路設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)
電源部分
eMMC供電采用3.3V和1.8V電源,注意電容應(yīng)該靠近IC引腳放置。注意去耦電容大小,詳見(jiàn)附件。
數(shù)據(jù)通信部分
該部分需要需要添加上拉電阻,不同廠家的芯片應(yīng)該注意上拉電阻的阻值,詳見(jiàn)附件。
NC部分
該部分的引腳無(wú)實(shí)際功能,在進(jìn)行PCB走線時(shí)可壓PIN走線。
附件
上拉電阻和去耦電容的大小,一般由詳細(xì)說(shuō)明,具體見(jiàn)下:
6 PCB布局建議
信號(hào)CLK、CMD、DQ和DS均做阻抗50Ω±10%匹配管控。
信號(hào)CLK、CMD、DQ和DS約束為同組信號(hào),長(zhǎng)度差控制在±50mil范圍內(nèi)。
所有信號(hào)線走線長(zhǎng)度約束在2000mil以內(nèi),且注意使用IBIS模型進(jìn)行仿真評(píng)估阻抗匹配和反射情況。
信號(hào)線有完整的參考層。
內(nèi)部走不出來(lái)的信號(hào)可以從NC PAD走,不能從RFU PAD上走線。
CLK和RST_N長(zhǎng)度差在1000mil以內(nèi)。
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