emmc、Nand flash、Nor flash之间的区别

1、定义及区别ide

emmc:全称为embeded MultiMedia Card,是一种嵌入式非易失性存储器系统,由Nand flash和Nand flash控制器组成,以BGA方式封装在一款chip上。性能

Nand flash:一种存储数据介质;若要读取其中的数据,须要外接的主控电路。.net

Nor flash:也是一种存储介质;它的存储空间通常比较小,但它能够不用初始化,能够在其内部运行程序,通常在其存储一些初始化内存的固件代码;设计

这里主要重点讲的是emmc 和Nand flash 之间的区别,主要区别以下:blog

(1)、在组成结构上:emmc存储芯片简化了存储器的设计,将NAND Flash芯片和控制芯片以MCP技术封装在一块儿,省去零组件耗用电路板的面积,同时也让手机厂商或是计算机厂商在设计新产品时的便利性大大提升。而NAND Flash仅仅只是一块存储设备,若要进行数据传输的话,只能经过主机端的控制器来进行操做,二者的结构图以下:接口

(2)、在功能上:eMMC则在其内部集成了 Flash Controller,包括了协议、擦写均衡、坏块管理、ECC校验、电源管理、时钟管理、数据存取等功能。相比于直接将NAND Flash接入到Host 端,eMMC屏蔽了 NAND Flash 的物理特性,能够减小 Host 端软件的复杂度,让 Host 端专一于上层业务,省去对 NAND Flash 进行特殊的处理。同时,eMMC经过使用Cache、Memory Array 等技术,在读写性能上也比 NAND Flash要好不少。而NAND Flash 是直接接入 Host 端的,Host 端一般须要有 NAND Flash Translation Layer,即 NFTL 或者 NAND Flash 文件系统来作坏块管理、ECC等的功能。另外一方面,emmc的读写速度也比NAND Flash的读写速度快,emmc的读写可高达每秒50MB到100MB以上;ip

2、emmc的初始化和数据通讯内存

emmc与主机之间通讯的结构图:ci

其中包括Card Interface(CMD,DATA,CLK)、Memory core interface、总线接口控制(Card Interface Controller)、电源控制、寄存器组。博客

图中寄存器组的功能见下表:

CID: 卡身份识别寄存器 128bit,只读, 厂家号,产品号,串号,生产日期。

RCA: 卡地址寄存器,可写的16bit寄存器,存有Device identification模式由host分配的通讯地址,host会在代码里面记录这个地址,MMC则存入RCA寄存器,默认值为0x0001。保留0x0000以用来将all device设置为等待CMD7命令状态。

CSD: 卡专有数据寄存器部分可读写128bit,卡容量,最大传输速率,读写操做的最大电流、电压,读写擦出块的最大长度等。

SCR: 卡配置寄存器, 可写的 64bit 是否用Security特性(LINUX不支持),以及数据位宽(1bit或4bit)。

OCR: 卡操做电压寄存器 32位, 只读,每隔0.1V占1位, 第31位卡上电过程是否完成。

(5)Device Identification Mode和初始化

MMC经过发CMD的方式来实现卡的初始化和数据通讯

Device Identification Mode包括3个阶段Idle State、Ready State、Identification State。

Idle State下,eMMC Device会进行内部初始化,Host须要持续发送CMD1命令,查询eMMC Device是否已经完成初始化,同时进行工做电压和寻址模式协商:eMMC Device 在接收到这些信息后,会将OCR的内容(MMC出厂就烧录在里面的卡的操做电压值)经过 Response 返回给 Host,其中包含了 eMMC Device 是否完成初始化的标志位、设备工做电压范围 Voltage Range 和存储访问模式 Memory Access Mode 信息。

若是 eMMC Devcie 和 Host 所支持的工做电压和寻址模式不匹配,那么 eMMC Device 会进入Inactive State。

Ready State,MMC完成初始化后,就会进入该阶段。

在该 State 下,Host 会发送 CMD2命令,获取eMMC Device 的CID。

CID,即 Device identification number,用于标识一个 eMMC Device。它包含了 eMMC Device 的制造商、OEM、设备名称、设备序列号、生产年份等信息,每个 eMMC Device 的 CID 都是惟一的,不会与其余的 eMMC Device 彻底相同。

eMMC Device 接收到CMD2后,会将 127 Bits 的CID的内容经过 Response返回给 Host。

Identification State,发送完 CID 后,eMMC Device就会进入该阶段。

Host 会发送参数包含 16 Bits RCA 的CMD3命令,为eMMC Device 分配 RCA。设定完 RCA 后,eMMC Devcie 就完成了 Devcie Identification,进入 Data Transfer Mode。

注:emmc初始化和数据通讯的过程,有点相似USB协议,USB控制器去发送请求给USB设备,以IN包和OUT包的形式去创建与USB设备之间的通讯,默认状态下,USB设备也是0地址的,与控制器分配设备地址。(感兴趣的能够看一下USB2.0的协议,主要是第8和9章内容)

3、eMMC工做电压和上电过程

根据工做电压的不一样,MMC卡能够分为两类:

High Voltage MultiMediaCard,工做电压为3.3V左右。

Dual Voltage MultiMediaCard,工做电压有两种,1.70V~1.95V和2.7V~3.6V,CPU能够根据须要切换

我所使用的eMMC实测工做电压VCC为2.80V~2.96V,VCCQ为1.70V~1.82V。

其中VCC为MMC Controller/Flash Controller的供电电压,VCCQ为Memory和Controller之间I/O的供电。

上电初始化阶段MMC时钟频率为400KHz,须要等电压调整到它要求的VCC时(host去获取OCR中记录的电压值,上面有说),MMC时钟才会调整到更高的正常工做频率。

 

注:本博客参考于xjw1874 的https://blog.csdn.net/xjw1874/article/details/81505967?utm_source=copy