1-EMMC介绍

1.EMMC和NAND FLASH

• Nand flash：一种存储数据介质；若要读取其中的数据，需要外接的主控电路。
• Nor flash：也是一种存储介质；它的存储空间一般比较小，但它可以不用初始化，可以在其内部运行程序，一般在其存储一些初始化内存的固件代码；
• 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。

eMMC=NAND闪存+闪存控制芯片+标准接口封装

这里主要重点讲的是emmc 和Nand flash 之间的区别，主要区别如下：

(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技术封装在一起，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高。

而NAND Flash仅仅只是一块存储设备，若要进行数据传输的话，只能通过主机端的控制器来进行操作，两者的结构图如下：

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(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，可以减少 Host 端软件的复杂度，让 Host 端专注于上层业务，省去对 NAND Flash 进行特殊的处理。同时，eMMC通过使用Cache、Memory Array 等技术，在读写性能上也比 NAND Flash要好很多。

而NAND Flash 是直接接入 Host 端的，Host 端通常需要有 NAND Flash Translation Layer，即 NFTL 或者 NAND Flash 文件系统来做坏块管理、ECC等的功能。另一方面，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；

2.EMMC硬件接口

主要有一下接口接口

• VDDI/VCC/VCCQ/CLK/RST：通用接口,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。
• CMD：控制接口，发送控制命令读写emmc寄存器
• DATA：数据接口D0-D7

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3.EMMC控制时序

MMC通过发CMD的方式来实现卡的初始化和数据访问。

Device Identification Mode包括3个阶段

• Idle State
• Ready State
• Identification State。

(1)、Idle State下

eMMC Device会进行内部初始化，Host需要持续发送CMD1命令，查询eMMC Device是否已经完成初始化，同时进行工作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作电压值）通过 Response 返回给 Host，其中包含了 eMMC Device 是否完成初始化的标志位、设备工作电压范围 Voltage Range 和存储访问模式 Memory Access Mode 信息。

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

(2)、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，每一个 eMMC Device 的 CID 都是唯一的，不会与其他的 eMMC Device 完全相同。

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

(3)、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。

emmc、Nand flash、Nor flash之间的区别:https://blog.csdn.net/xjw1874/article/details/81505967?utm_source=copy

EMMC 基本命令:https://blog.csdn.net/shenjin_s/article/details/85242990
emmc response:http://www.caotama.com/1984047.html

4.EMMC分区

eMMC 标准中，将内部的 Flash Memory 划分为 4 类区域，最多可以支持 8 个硬件分区，如下图所示：

image.png

eMMC 的每一个硬件分区的存储空间都是独立编址的，即访问地址为 0 - partition size。

具体的数据读写操作实际访问哪一个硬件分区，是由 eMMC 的 Extended CSD register 的 PARTITION_CONFIG Field 中 的 Bit[2:0]: PARTITION_ACCESS 决定的，用户可以通过配置 PARTITION_ACCESS 来切换硬件分区的访问。也就是说，用户在访问特定的分区前，需要先发送命令，配置 PARTITION_ACCESS，然后再发送相关的数据访问请求。

4.1 Boot Area Partitions

Boot Area 包含两个 Boot Area Partitions，主要用于存储 Bootloader，支持 SOC 从 eMMC 启动系统。

4.2 RPMB Partition

RPMB 在实际应用中，通常用于存储一些有防止非法篡改需求的数据，例如手机上指纹支付相关的公钥、序列号等。RPMB 可以对写入操作进行鉴权，但是读取并不需要鉴权，任何人都可以进行读取的操作，因此存储到 RPMB 的数据通常会进行加密后再存储。

4.3 General Purpose Partitions

eMMC 提供了 General Purpose Partitions (GPP)，主要用于存储系统和应用数据。在很多使用 eMMC 的产品中，GPP 都没有被启用，因为它在功能上与 UDA 类似，产品上直接使用 UDA 就可以满足需求。

4.4 User Data Area

User Data Area (UDA) 通常是 eMMC 中最大的一个分区，是实际产品中，最主要的存储区域。

Boot Data 根据 Extended CSD register 的 PARTITION_CONFIG Field 的 Bit[5:3]:BOOT_PARTITION_ENABLE 的设定，可以从 Boot Area Partition 1、Boot Area Partition 2 或者 User Data Area 读出。

eMMC 分区管理：https://linux.codingbelief.com/zh/storage/flash_memory/emmc/emmc_partitions.html