1 eMMC简介

eMMC (Embedded Multi Media Card）是MMC协会订立、主要针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC（多媒体卡）接口、快闪存储器设备及主控制器。所有都在一个小型的BGA 封装。接口速度高达每秒52MBytes，eMMC具有快速、可升级的性能。同时其接口电压可以是1.8V或者是3.3V。它是在NAND闪存芯片的基础上，额外集成了控制器，并将二者“打包”封装封成一颗BGA芯片，从而减少了对PCB主板的空间占用，也是移动设备中普及度最高的存储单元。
嵌入式多媒体存储卡 eMMC 是一种管理型 Nand Flash。eMMC 芯片实际上是一个封装继承了 Nand Flash 和控制 Flash 的控制器,控制器把坏块管理（ https://www.cnblogs.com/Christal-R/p/7262503.html）、ECC 校验以及损耗均衡等一些 Flash 具备的管理功能集成到芯片里,然后对外的接口采用的是标准的 MMC(多媒体存储卡)接口,用户只需要根据接口的协议,开发控制器就能操作芯片。换句话说, eMMC 封装了 Flash,里面有对 Flash 进行操作的控制器和符合国际标准的封装接口,所有都在一个小型的 BGA 封装。接口速度高达每秒 400MBytes，eMMC 具有快速、可升级的性能。同时其接口电压可以是 1.8V 或者是 3.3V。它的特点就是容量大,数据传输快,尺寸小,开销很小。eMMC 涵盖了广泛的应用领域，应用于智能手机、数码相机、掌上电脑、数码录像机、MP3 播放器等设备中，有针对性的特点是在较低的成本价格下具有高流动性和高性能。eMMC5.0 的协议与 eMMC 低版本例如 4.5，4.4 等的区别就在于读写速度有区别。低版本的不支持 HS200 和 HS400 的速度，四点几的现在基本上停产，选用 eMMC5.0 的协议。
EMMC 是封装和引脚都是标准的。就叫 EMMC 标准，符合 EMMC 接口的存储芯片就叫 EMMC 芯片。这个标准体现在至少三个方面：物理封装、硬件电平和脚位、软件时序。所以 EMMC 芯片，不管是哪家厂家的，不管是多大容量的，都可以直接替换使用。因为设计 EMMC 标准的时候就已经考虑到这种兼容和替换了。所以 EMMC 解决了 Nand 的一个大问题，就是不同厂家和容量的存储芯片之间的替换问题，这个非常厉害。因为兼容可以方便备货，方便采购，方便替换，所以极大降低了产品设计和备货上的难度，极大降低了成本。

2 总体架构

eMMC 内部是把NAND Flash芯片（Flash内存阵列）、Device Controller芯片（也叫Flash控制器、eMMC控制器）封装在一块。

2.1 NAND Flash

eMMC 在内部对 NAND Flash 划分了几个主要区域，如下所示：

分类	描述
BOOT Area Partition 1 & 2	此分区主要是为了支持从 eMMC 启动系统而设计的。该分区的数据，在 eMMC 上电后，可以通过很简单的协议就可以读取出来。同时，大部分的 SOC 都可以通过 GPIO 或者 FUSE 的配置，让 ROM 代码在上电后，将 eMMC BOOT 分区的内容加载到 SOC 内部的 SRAM 中执行。
RPMB Partition	RPMB 是 Replay Protected Memory Block 的简称，它通过 HMAC SHA-256 和 Write Counter 来保证保存在 RPMB 内部的数据不被非法篡改。在实际应用中，RPMB 分区通常用来保存安全相关的数据，例如指纹数据、安全支付相关的密钥等。
General Purpose Partition 1～4	此区域则主要用于存储系统或者用户数据。 General Purpose Partition 在芯片出厂时，通常是不存在的，需要主动进行配置后，才会存在。
User Data Area	此区域则主要用于存储系统和用户数据。User Data Area 通常会进行再分区，例如 Android 系统中，通常在此区域分出 boot、system、userdata 等分区。

2.2 eMMC控制器

NAND Flash 直接接入 Host 时， Host 端通常需要有 NAND FlashTranslation Layer，即 NFTL 或者 NAND Flash 文件系统来做坏块管理、 ECC等的功能。
eMMC 则在其内部集成了 Flash Controller，用于完成擦写均衡、坏块管理、 ECC 校验等功能。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。

3 推荐电路

推荐电路1

推荐电路2

名称	描述
CLK	用于同步的时钟信号
DATA Strobe	此信号是从 Device 端输出的时钟信号，频率和 CLK 信号相同，用于同步从 Device 端输出的数据。该信号在 eMMC 5.0 中引入。
CMD	此信号用于发送 Host 的 command 和 Device 的 response。
DATA0-7	eMMC的双向数据总线，用于主机和设备之间的数据通信。它工作在应对快速的命令传输的推挽模式。DAT线在某一时刻只能支持单向传输，只能被设备或eMMC HOST一方控制。默认下，当用户上电或者复位的时候，仅能用DAT0一根线传输数据。同时，用户可以自己配置想要使用的DAT线的数量，也可以选择4根或者8根。当用户选择4根时，eMMC设备会断DAT1-3的内部上拉，如果用户选择的是8根，那么同理会断开DAT1-7的上拉。

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