eMMC基础技术3：eMMC总线token

1.前言

本文主要介绍eMMC 总线协议相关的内容，主要包括：

（1）command token format

（2）response token format

（3）data packet format

（4）CRC token

（5）bus speed mode

2. command token format

图 cmd token format

• 总长度48bits;
• 固定以0开始，以1结束;
• transmiter bit表示数据的传输方向，1代表从host to device;
• 通过CRC7保护，device 端在接收到CMD时同样会计算一个CRC值，如果与host发送的CRC不一致，则被认为是传输错误；

详情请参考 eMMC基础技术3：eMMC command

3. response token format

图 response token format

• 有5种格式，使用哪种格式依赖于CMD，长度为48bits或136bits；
• start bit 总是0,在没有数据传输的情况下，CMD 信号保持高电平，当 eMMC Device 将 Start Bit 发送到总线上时，Host 可以很方便检测到该信号，并开始接收 Response
• transmitter bit代表传输方向，0表示device to host;
• Content 为 Response 的具体内容，不同的 Command 会有不同的 Content
• CRC7 是包含 Start Bit、Transmission Bit 和 Content 内容的 CRC 校验值
• End Bit 为结束标志位，固定为"1"。

4. data packet format

（1） 1bit sdr传输

     图 1bit bus sdr传输

start bit + data + crc + end bit

 

1bit sdr只使用了DATA0数据线，对于1个block（block length=512BYTE）来讲，需要花费block length * 8 cycles

 

（2）4bit sdr传输

       图 4bit bus sdr传输

对于1个block（block length=512BYTE）来讲，需要花费block length  * 8 / 4 = block length *2 cycles

（3）8bit sdr传输

 

         图 8bit bus sdr传输

对于1个block（block length=512BYTE）来讲，对于1个block（block length=512BYTE）来讲，需要花费block length * 8 / 8 = block length cycles

 

（4）4bit bus ddr传输

图 4bit bus ddr传输

ddr传输时，上升沿和下降沿都会传输数据，对于1个block（block length=512BYTE）来讲，需要花费block lenght * 8 / 4 / 2 = block length cycles

 

（5）8bit bus ddr传输

 

 

图 8bit bus ddr传输

 

ddr传输时，上升沿和下降沿都会传输数据，对于1个block（block length=512BYTE）来讲，需要花费block lenght * 8 / 8 / 2 = block length / 2 cycles

 

在 DDR 模式下，Data Line 在时钟的上升沿和下降沿都会传输数据，其中上升沿传输数据的奇数字节 （Byte 1,3,5 ...），下降沿则传输数据的偶数字节（Byte 2,4,6 ...）。
此外，在 DDR 模式下，1 个 Data Line 上有两个相互交织的 CRC16，上升沿的 CRC 比特组成 odd CRC16，下降沿的 CRC 比特组成 even CRC16。

odd CRC16 用于校验该 Data Line 上所有上升沿比特组成的数据，even CRC16 则用于校验该 Data Line 上所有下降沿比特组成的数据

（6）8bit ddr for hs400 

 

图 8bit ddr for hs400

hs400 高电平或低电平用于传输数据，对于1个block（block length=512BYTE）来讲，需要花费block lenght * 8 / 8 / 2 = block length / 2 cycles

5. CRC status token

在写数据传输中，eMMC Device 接收到 Host 发送的一个 Data Block 后，会进行 CRC 校验

• 如果校验失败，device则会在对应的 Data Line 上向host发送一个 Negative CRC status token (101)
• 如果校验成功，device则会在对应的 Data Line 上向host发送一个 Positive CRC status token (010)

注:读数据时，Host 接收到 eMMC Device 发送的 Data Block 后，也会进行 CRC 校验，但是不管校验成功或者失败，都不会向 eMMC Device 发送 CRC Status Token

详细格式如下图所示：

图 DR52 Positive CRC status token

图 DDR52 Negative CRC status token

6. 参考文档

[1]http://www.wowotech.net/basic_tech/emmc_bus_protocol.html

[2]http://www.jedec.org/sites/default/files/docs/JESD84-B51.pdf