新闻中心 Case

ICMAX还原最初始的嵌入式存储芯片EMMC的构造

日期: 2019-07-16
浏览次数: 207

eMMC 一直是嵌入式存储市场最主流的选择,除了读写速度快、性价比高外,在节省空间方面也是相当优秀,今天宏旺半导体就和大家详细聊聊eMMC。

eMMC 是 embedded MultiMediaCard 的简称,MultiMediaCard,即 MMC, 是一种闪存卡(Flash Memory Card)标准,它定义了 MMC 的架构以及访问 Flash Memory 的接口和协议。而 eMMC 则是对 MMC 的一个拓展,以满足更高标准的性能、成本、体积、稳定、易用等的需求。

ICMAX还原最初始的嵌入式存储芯片EMMC的构造

eMMC是 Flash Memory 的一种,在详细介绍 eMMC 之前,先简单介绍一下 Flash Memory。Flash Memory 是一种非易失性的存储器,在嵌入式系统中通常用于存放系统、应用和数据等,在 PC 系统中,则主要用在固态硬盘以及主板 BIOS 中。另外,绝大部分的 U 盘、SDCard 等移动存储设备也都是使用 Flash Memory 作为存储介质。

ICMAX还原最初始的嵌入式存储芯片EMMC的构造

从上图中可以看出NOR Flash 与NAND Flash均属于Flash Memory,下次再和大家详细说说它们之间的差异。在了解eMMC组成部分之前我们先了解一下NAND Flash ,它是一种存储介质,如果要在上面读写数据,外部要加主控和电路设计。而eMMC是NAND flash+主控IC,对外的接口协议与SD、TF卡类似,对厂家而言简化了电路设计,降低了成本。使用eMMC的好处是,除了得到大容量的空间,还有就是emmc可以管理NAND (坏块处理,ECC)等。

 

eMMC 的整体架构如下图片所示:

ICMAX还原最初始的嵌入式存储芯片EMMC的构造

图片: eMMC 整体架构

 

详细说来eMMC 内部主要可以分为 Flash Memory、Flash Controller 以及 Host Interface 三大部分。

1. Flash Memory

Flash Memory 是一种非易失性的存储器,通常在嵌入式系统中用于存放系统、应用和数据等,类似与 PC 系统中的硬盘。

目前,绝大部分手机和平板等移动设备中所使用的 eMMC 内部的 Flash Memory 都属于 NAND Flash,eMMC 在内部对 Flash Memory 划分了几个主要区域,如下图所示:

ICMAX还原最初始的嵌入式存储芯片EMMC的构造

图片:eMMC 内部分区

 

① 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。

 

② 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。

③ 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。

 

④ 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. Flash Controller

NAND Flash 直接接入 Host 时,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。

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。

ICMAX还原最初始的嵌入式存储芯片EMMC的构造

图片:NAND Flash 与 eMMC

3. Host Interface

eMMC 与 Host 之间的连接如下图所示:

ICMAX还原最初始的嵌入式存储芯片EMMC的构造

图片:eMMC Interface

 

各个信号的用途如下所示:

① CLK
用于同步的时钟信号

② 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。

③ CMD
此信号用于发送 Host 的 command 和 Device 的 response。

④ DAT0-7
用于传输数据的 8 bit 总线。

Host 与 eMMC 之间的通信都是 Host 以一个 Command 开始发起的。针对不同的 Command,Device 会做出不同的响应。

 

如上基本就是eMMC工作原理,eMMC内部分三大块,它的出现就是为了满足对存储容量有较高要求的消费电子产品,例如手机、平板等,提供标准接口并管理闪存,使得手机厂商就能专注于产品开发的其它部分,并缩短向市场推出产品的时间。部分资料参考蜗牛科技,欢迎关注宏旺半导体,后期会带来存储领域更专业的文章。


Case / 相关案例
2021 - 07 - 26
2021年7月16日下午4点,宏旺男篮迎来了本赛季的首秀。比赛双方由董事长领衔的猛虎队对阵营销中心副总经理领衔的猎豹队,又一次火星撞地球的激烈对抗即将拉开序幕。自双方队员昂首阔步地走入球场那一刻起,在48分钟的比赛时间里为大伙奉献了一场精彩的比赛。经过激烈的角逐最终猛虎队惜败猎豹队。户外运动尤其篮球比赛,是宏旺ICMAX企业文化建设的重要组成部分。此次篮球比赛旨在丰富全体员工的精神文化生活,增进员...
2021 - 05 - 10
近日,宏旺ICMAX顺利通过深圳市南山区安全生产协会的安全生产标准化评审,获得“安全生产标准化”资质证书。“安全生产标准化”资质证书是权威机构根据企业各项指标要求,经过严格的考核和评选产生。获此资质证书,不仅是对宏旺ICMAX安全生产标准化管理能力的认可,也标志着宏旺ICMAX的安全生产管理跃上了新台阶。 宏旺ICMAX自启动安全生产标准化工作以来,公司领导高度重视,各部门积极支持配合,...
2021 - 05 - 03
四月的漓江,满眼青翠,散发着迷人的清香凤尾竹迎风招扬,桂林山水,引人沉醉4月23日宏旺ICMAX全体员工前往桂林开展为期三天的集体拓展活动春天的一切都有温度,我们一起感受在生活如常的氛围中,美好如期而至在都市生活的忙碌里,用心雕刻时光十里画廊,山水情缘宏旺家人向着美好出发一起感受属于桂林的暖意 “不风不雨正晴和,翠竹亭亭好节柯”此时此刻,桂林山涧,暮春过后,夏将至草木生长暖风过田野雨润漓...
2021 - 04 - 22
4月15日,由《半导体芯科技》杂志社主办的集成电路应用创新发展论坛在深圳凯悦酒店成功举办。近400位集成电路领域的专家学者、行业代表、媒体机构齐聚一堂,交流探讨新时期下集成电路产业创新机遇与挑战,升华IC产品价值链,共商集成电路产业发展。宏旺ICMAX作为国产利基型存储芯片代表企业受邀参加此次论坛。深圳半导体行业协会会长周生明致开幕词,周生明会长强调:“此次集成电路应用创新发展论坛,旨在架起IC设...
友情链接
Copyright ©2017 - 2020  深圳市宏旺微电子有限公司
犀牛云提供企业云服务
×