EMMC 介绍



定义：

eMMC (Embedded Multi Media Card) 采用统一的MMC标准接口， 把高密度NANDFlash以及MMCController封装在一颗BGA芯片中。针对Flash的特性，产品内部已经包含了Flash管理技术，包括错误探测和纠正，flash平均擦写，坏块管理，掉电保护等技术

速度：

eMMC4.4的读取速度大约为104MB/s、eMMC 4.5则为200MB/s，eMMC 5.0存储产品，其读取速度为400MB/s，但是因为使用的是8位并行界面，因此性能潜力已经基本到达瓶颈

趋势：

UFS（通用flash存储标准） 2.0有两个版本：HS-G2的理论带宽就有5.8Gbps，也就是超过了740MB/s，HS-G3更是翻番到11.6Gbps，接近了1.5GB/s

主流厂商及产品特性：

	三星	镁光	东芝
mmc接口版本	5.1/UFS	4.41/4.5	4.41/4.5
型号	KMQ7X0000SA	MTFC8GACAANA	THGBMAG6A2JBAIR
电压	1.8V	2.7V-3.3V	2.7V-3.3V
读/写速度（MB）	250/90	100/25	100/25

EMMC 硬件分区

Boot1 和Boot2：这两个区域在存储的稳定性、可靠性及擦除次数上都远比UDA要好 ，所以经常放一些关键数据

RPMB：保护性存储，是用来给系统存放一些特殊的、需要进行访问授权的数据（指纹，安全支付）

UDA：AP及用户可以进行读写存储的区域，通常其大小为整块EMMC表示大小的93%左右

sprd：

Boot1：u-boot-spl-16k.bin

Boot2：u-boot.bin

RPMB：未使用（指纹相关）

UDA：剩余的烧写文件

高通：

BOOT1：bootloader

BOOT2：boot.img

RPMB:未用（指纹相关）

UDA:剩余文件

UDA硬件分区上的软件分区

MBR：MBR支持最大2TB磁盘，它无法处理大于2TB容量的磁盘。MBR还只支持最多4个主分区；如果这部分数据被覆盖或破坏，很难修复typedef struct _legacy_mbr {
 u8 boot_code[440];
 __le32 unique_mbr_signature;
 __le16 unknown;
 struct partition partition_record[4];
 __le16 signature;
} __packed legacy_mbr;

GPT：磁盘驱动器容量可以大得多，大到操作系统和文件系统都没法支持。它同时还支持几乎无限个分区数量，限制只在于操作系统；GPT在整个磁盘上保存了这部分信息的副本，因此它更为健壮
typedef struct _gpt_header {
 __le64 signature;
 __le32 revision;
 __le32 header_size;
 __le32 header_crc32;
 __le32 reserved1;
 __le64 my_lba;
 __le64 alternate_lba;
 __le64 first_usable_lba;
 __le64 last_usable_lba;
 efi_guid_t disk_guid;
 __le64 partition_entry_lba;
 __le32 num_partition_entries;
 __le32 sizeof_partition_entry;
 __le32 partition_entry_array_crc32;
} __packed gpt_header;
typedef struct _gpt_entry {
 efi_guid_t partition_type_guid;
 efi_guid_t unique_partition_guid;
 __le64 starting_lba;
 __le64 ending_lba;
 gpt_entry_attributes attributes;
 efi_char16_t partition_name[PARTNAME_SZ];
} __packed gpt_entry;

EMMC 各阶段工作说明

romcode：

EMMC初始化主要完成下面的工作：
1）设置HC为SDR12模式，CLK为26M，数据线为1bit模式；
2）分频系数为66（400K）

uboot阶段：

struct mmc {
 struct list_head link;
 char name[32];//等同于host_name
 void *priv;//关联host
 uint voltages;
 uint version;
 uint has_init;
 uint f_min;
 uint f_max;
 int high_capacity;
 uint bus_width;
 int (*send_cmd)(省略);
 void (*set_ios)(struct mmc *mmc);
 int (*init)(struct mmc *mmc);
 ……..};

struct sdhci_host {
 char *name;
 void *ioaddr;//EMMC控制器基地址
 unsigned int quirks;
 unsigned int host_caps;
 unsigned int version;
 unsigned int clock;
 struct mmc *mmc;//关联emmc
 const struct sdhci_ops *ops;
 int index;

 void (*set_control_reg)(struct sdhci_host *host);
 void (*set_clock)(int dev_index, unsigned int div);
 uint voltages;
};

Uboot阶段各个parttion的加载过程：

1.获取硬件分区
2.获取GPT头数据
3.获取ENTRY数组数据
4.遍历ENTRY数组，寻找匹配分区
5.获取该分区block信息
6.完成读取

kernel中的EMMC

EMMC总体架构

文件系统：
1. 提供管理底层文件系统的功能组件(inode、directory entry、page cache等)
2. 提供访问底层文件系统的方法(read、write、open等系统调用)
转换为对具体分区具体块的访问

Card层：
emmc都是块设备，需要提供块设备的驱动程序，这部分就是实现了将emmc如何实现为块设备的。并获取文件系统的request,转发给core层

core层：
这部分完成了不同协议和规范的实现，并且为HOST层的驱动提供接口函数，调用host层的ops
host层：
这部分完成AP测主机的初始化，以及对外设emmc卡的初始化和读写。（平时编写驱动需要修改的地方）

EMMC probe流程：

EMMC 数据读写流程：

至此：EMMC在整个手机启动阶段的流程就完成了

本人一直在学习研究emmc的原理及应用，文章主要对流程做了介绍，但文章中难免存在疏漏，如有问题请邮件至：[email protected]，同时如有关于emmc细节的问题交流也可以发邮件，谢谢