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事先声明本文不用于任何商业行为，仅用于本人学习与记录。所有截图版权均属于《Embedded Multi-Media Card (e•MMC) Electrical Standard (5.1)》

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标准规范仍然以《Embedded Multi-Media Card (e•MMC) Electrical Standard (5.1)》为准

写在最前：往后个人见解部分均用实线框出来。

欢迎来到eMMC5.1系列，相信大部分移动存储固件小伙伴首先接触的就是eMMC协议，eMMC作为一个很老的协议了，至今还在发光发热，他绝对不是没有用的，现在很多视频监控，低端机等等用的都是eMMC，可以简单类比TF卡(SD卡)，一个是插进去的，而eMMC是焊上去的。eMMC我认为最与UFS以及现在主流存储比如SATA/PCIE不同的是，其完全不走SCSI命令，有自己一套独特可Commond，ECSD等，对于刚学习的小伙伴来说，他其实内容不少。

但是存储的基本知识都是共通的，当你掌握了任意一个存储协议，看其他的就会有一种噢~这个我见过的感觉，那么废话不多说，开始eMMC5.1的学习讲解

前言

本标准由 JEDEC 与 MMC 协会（下文简称 MMCA）共同制定。 JEDEC 在 MMCA 基础规范的基础上进行适配，将其用于嵌入式场景，并命名为eMMC。

本标准旨在定义 e・MMC 的电气接口、工作环境以及使用规范，为系统设计人员提供设计指导。本标准同时定义了一套工具集（包含一组宏函数与算法），用于降低设计导入工作量。

引言

eMMC 是一种托管型存储器，可存储程序代码与数据，专为移动设备设计。 eMMC 旨在满足移动设备所需的性能与功能特性，同时保持低功耗。eMMC 器件具备多项特性：既能在大批量数据传输时提供高吞吐，也能适配代码访问场景中更为常见的小粒度随机数据读写性能；同时内置多项安全功能。

eMMC 通信基于一套先进的 11 信号总线，对应的通信协议在本标准中定义，称为eMMC 模式。

eMMC 标准仅适用于嵌入式器件，但这套协议与命令最初是为可插拔卡器件开发的。规范虽已更新，删除了所有针对可插拔器件的描述，但仍保留部分功能，用于保证向后兼容。

本文档用词约定：

• shall / will：表示标准中的强制要求；
• should：表示推荐要求，但不作强制；
• may：表示可选特性，器件可实现也可不实现，不影响合规性，由实现方自行决定。

嵌入式多媒体器件产品标准（eMMC 5.1）

（源自 JEDEC 委员会投票文件 JCB-15-01，由 JC-64.1 电气规范与命令协议分委会牵头制定）

1 范围

本文档完整定义 eMMC 电气接口、工作环境以及使用规范，同时提供设计指南，并定义一套由宏函数、算法组成的工具集，用以降低设计导入开销。

2 规范性引用文件

下列规范性文件中的条款通过本文引用，构成本标准的条款。对于注日期的引用文件，其后续的修改单、修订版本均不适用于本标准。但鼓励依据本标准订立协议的各方，酌情考虑使用下述引用文件的最新版本。未注日期的引用文件，适用其最新版本。 INCITS，T10 委员会，SPC-4，SPC SCSI 基础命令集

3 术语和定义

本规范中，通用术语缩写约定如下：

地址空间定义

映射主机地址空间：eMMC 器件内，可由主机软件通过读命令访问的区域。

厂商私有专用地址空间：eMMC 器件内，主机软件无法通过读命令访问的区域。该区域存放厂商自定义内部管理数据；这类数据可在出厂时烧入，或是器件运行过程中生成（例如：存储厂商固件、映射表）。该区域不包含任何主机下发给器件的数据（或数据片段）。

未映射主机地址空间：eMMC 器件内，主机软件无法通过读命令访问的区域，不包含厂商私有专用地址空间。该区域可能存放旧数据或者主机数据副本。

• Block：若干字节，是基本数据传输单元
• CID：器件识别寄存器
• CLK：时钟信号
• CMD：命令线，或 eMMC 总线命令（扩展命令记作 CMDXX）
• CRC：循环冗余校验
• CSD：器件特定数据寄存器
• DAT：数据线 Data Strobe：
• HS400 模式下使用的回传时钟信号
• DISCARD：这是一条性能类命令，主机可通过该命令标记不再需要的存储区域，器件无需执行实际擦除动作。 注：如需真正删除数据，请参见 TRIM 命令。
• DDR：双倍数据速率
• DSR：驱动级寄存器
• D-VDD：缓存存储器的正电源电压
• D-VSS：缓存存储器的电源地
• D-VDDQ：缓存存储器 I/O 的正电源电压
• D-VSSQ：缓存存储器 I/O 的电源地
• e・MMC：嵌入式多媒体卡（缓存功能为可选特性，仅支持单路 VDDi 引脚）
• e²・MMC：支持 e・MMC 缓存特性、并且带有三路 VDDi 引脚的 e・MMC 器件
• Empty Task Queue：空任务队列，指器件任务队列中没有就绪或待处理任务的状态
• ERASE：块擦除操作，该操作不需要执行实际的 NAND 物理擦除
• Flash：一种可多次编程的非易失性存储器
• Group：由多个写块组成，是组合擦除与写保护的单位
• HS200：高速接口时序模式，200MHz 单数据速率总线，最高带宽 200MB/s，支持 1.8V 或 1.2V I/O
• HS400：高速 DDR 接口时序模式，200MHz 双倍数据速率总线，最高带宽 400MB/s，支持 1.8V 或 1.2V I/O
• ISI：码间干扰（特指某一类噪声）
• LOW、HIGH：二进制接口电平状态，各自对应规定的电压等级
• NSAC：用于定义数据访问时间中，与时钟频率相关系数的最坏情况值
• Non-Persistent：存储器件的一部分区域，掉电重启后内容会丢失
• MSB、LSB：最高有效位 / 最低有效位
• OCR：工作条件寄存器
• open-drain：开漏，一种逻辑接口工作模式。依靠外部电阻或电流源将接口电平上拉至高电平，内部晶体管负责拉低至低电平 payload：净数据
• push-pull：推挽，一种逻辑接口工作模式，使用一对互补晶体管，将接口电平驱动至高电平或低电平
• QSR：队列状态寄存器
• RCA：相对器件地址寄存器
• Reset：复位，指参数为 0x00000000 或 0xF0F0F0F0 的 CMD0、硬件复位（或 CMD15）
• ROM：只读存储器
• RPMB：重放保护存储块
• SSO：同步开关输出（特指某一类噪声）
• Secure Purge：安全清除。该操作作用于可寻址位置。执行该操作时，会清除未映射主机地址空间内的全部数据，清除动作依据 EXT_CSD 中安全擦除类型参数执行。根据上下文，操作对象可以是一个或多个写块、写保护组。 注：安全清除的定义与存储介质工艺相关（上述定义基于 NAND 闪存）。更多详情可参阅 DoD 5220.22-M Sanitizing method、DoD 5220.22M 文档以及 NIST SP 800-88。
• SQS：发送队列状态。将 SQS 位置 1 发送 CMD13，用于查询 QSR 寄存器 stuff bit：填充位，填充 0 比特，保证命令与响应帧长度固定
• TAAC：定义数据访问时间中与时间相关的系数
• three-state driver：三态驱动器，驱动电路具备三种输出状态：高电平、低电平、高阻态（高阻态下接口不驱动电平）
• token：令牌，代表一条命令的码字
• TRIM：该命令用于清除一个写组内的数据。执行 TRIM 之后，对应区域读出来的值应为 0。它主要用作数据擦除命令（作为性能命令可参考 DISCARD）
• Tuning Process：调谐流程，通常由主机执行，用来寻找数据输入信号的最佳采样点。器件可按照 HS200 模式规范提供调谐数据块
• UI：单位间隔，即单个比特的标称时长。例如：200MHz SDR 模式下 UI=5ns；200MHz DDR 模式下 UI=2.5ns
• UTC：协调世界时
• V_DD：单电源器件下代表公共电源（V_CC=V_CCQ）；在讨论功耗电流时，代表 V_CC 与 V_CCQ 的总消耗电流
• V_SS：器件内核的电源地
• V_CC：内核正电源电压
• V_CCQ：I/O 正电源电压

• ---

  V_CC可以理解为给eMMC各个元器件，外设供电的。V_CCQ是给data线供电的也就是真正传输的01电平。

  ---

• V_SSQ：I/O 电源地

• Write Protection, Permanent：永久写保护，一种禁止写入与擦除的机制，一旦开启，无法撤销
• Write Protection, Power-on：上电型写保护，一种禁止写入与擦除的机制，开启后，只有发生掉电重启，或者通过复位引脚复位器件时，该保护才会解除
• Write protection, Temporary：临时写保护，可开启、可关闭的写入擦除禁止机制

4 系统特性

e・MMC 器件是一种托管型存储器，定义了一套对存储阵列进行间接访问的机制。这类间接访问通常由独立控制器实现。间接访问的优势在于：存储器器件可以自主执行多项后台存储管理任务，无需主机软件参与，从而简化主机侧的闪存管理层。

e・MMC 器件支持以下特性：

系统电压范围（VCC 和 VCCQ）（见表 1）

• 11 线总线（时钟、数据选通信号、1 位命令线、8 位数据总线）以及硬件复位
  • 时钟频率范围：0~200MHz
  • 三种不同数据总线位宽模式：1 位（默认）、4 位、8 位
• 数据保护机制：
  • 密码保护
  • 永久写保护
  • 上电写保护
  • 临时写保护
• 多种带错误保护的读写模式：
  • 单块
  • 多块
• 数据清除命令：
  • Erase（擦除）
  • Trim
  • Sanitize（安全擦除）
• 掉电时的数据保护机制
• 可通过专用应用命令实现定制化方案
• 省电睡眠模式
• 增强主机与器件的通信机制，用以提升性能
  • 断电通知
  • 高优先级中断（HPI）
  • 后台操作
  • 分区功能
  • 增强区域
  • 实时时钟
  • 分区属性
  • 上下文管理
  • 系统数据标记
  • 打包命令
  • 器件动态容量
  • 可选易失性缓存
  • 缓存增强屏障
  • 封装壳温检测
  • 命令队列
  • 增强数据选通
  • 封装壳温检测

• Boot Areas：在指定启动模式下可以自动流式输出数据
• 重放保护存储块的带签名访问机制
• 两类大容量器件：512 字节小扇区器件、4KB 大扇区器件

该章节为先导章节，了解，有印象即可，后面所有的都会涉及到~