智能手機(jī)中的高速內(nèi)存：MIPI UniPro v1.8 for JEDEC UFS v3.0

閃存是智能手機(jī)最重要的組件之一，每個(gè)新版本都會(huì)帶來更高的內(nèi)存容量和性能。近年來采用最快的閃存技術(shù)是通用閃存（UFS），UFS v2.1提供~11Gbps的最大數(shù)據(jù)速率。 JEDEC提出了更快的下一代UFS v3.0，它使用MIPI UniPro v1.8（統(tǒng)一協(xié)議）和MIPI M-PHY v4.1作為互連層。

UFS v3.0 可以利用 MIPI UniPro v23.4 的兩條可用的 MIPI M-PHY v1.1 傳輸線來實(shí)現(xiàn) ~8Gbps 的最高數(shù)據(jù)傳輸速率。MIPI UniPro是一種高速、低功耗的移動(dòng)芯片到芯片互連技術(shù)。因此，如果您正在開發(fā)閃存產(chǎn)品，那么是時(shí)候查看MIPI UniPro v1.8中的新功能了。在之前的博客中，我們已經(jīng)介紹了MIPI UniPro的功能和驗(yàn)證挑戰(zhàn)。在本博客中，我們將重點(diǎn)介紹最新一代MIPI UniPro v1.8及其物理層MIPI M-PHY v4.1中引入的關(guān)鍵功能，以及它如何使UFS 3.0實(shí)現(xiàn)高達(dá)23Gbps的速度。

MIPI M-PHY v4.1

MIPI M-PHY v4.1 引入了新的高速齒輪（HS_G4齒輪系列 A/B= ~10Gbps/~11.6Gbps），比上一代 MIPI M-PHY v2.3 支持的最高速度快 1 倍（HSG3 齒輪系列 A/B = ~5Gbps/~5.8Gbps）。MIPI UniPro v1.8 可以通過在所有 40 個(gè)通道上啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，使用 MIPI M-PHY v46.4 實(shí)現(xiàn)高達(dá) ~1Gbps/~4Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。

MIPI UniPro v1.8中引入的主要功能：

鏈路啟動(dòng)定時(shí)器重啟機(jī)制：

從對等設(shè)備收到本地 PA_LM_LINKSTARTUP.req 之后的第一個(gè)TRG_UPR0符號后，PA_LINKSTARTUP_TIMER將重新啟動(dòng)。此計(jì)時(shí)器重新啟動(dòng)機(jī)制用于掩蓋主機(jī)和設(shè)備鏈路啟動(dòng)請求啟動(dòng)時(shí)間之間的延遲。

添加新的PACP_CAP_EXT2框架：

為了支持MIPI UniPro設(shè)備之間交換新的最高速度（即HS_G4）及其定時(shí)參數(shù)，增加了一個(gè)新的PACP功能框架，以承載本地MIPI M-PHY TX最大高速齒輪（最多HS_G4）功能，以及HS_G4齒輪的本地MIPI M-PHY RX準(zhǔn)備/同步功能和adapt_length能力值。此幀在第 4 階段之后和傳輸PACP_CAP_EXT1幀之前傳輸。

去除假人爆裂：

在此版本中，LCC 處于禁用狀態(tài)，因此刪除了電源模式更改 （DME_POWERMODE.req） 和鏈路重新初始化 （PA_INIT） 過程期間的虛擬突發(fā)斷言。但是，在電源模式更改和鏈路重新初始化過程的重試過程中執(zhí)行線路復(fù)位后，在傳輸 PACP_PWR_REQ/PACP_PWR_CNF 幀時(shí)，應(yīng)在非活動(dòng)通道上置位虛擬突發(fā)。

在動(dòng)力模式更改為HS_G4檔位后適應(yīng)過程：

MIPI M-PHY v4.1 – 在HS_G4設(shè)備中接收數(shù)據(jù)流之前，可能需要 MIPI M-PHY RX 均衡器執(zhí)行額外的訓(xùn)練序列，以使其濾波器特性適應(yīng)通道。MIPI M-PHY v4.1引入了稱為ADAPT的新突發(fā)狀態(tài)，以在指定的適應(yīng)長度時(shí)間內(nèi)執(zhí)行此過程，然后啟動(dòng)ADAPT子狀態(tài)的規(guī)定留給通過MIPI M-PHY運(yùn)行的協(xié)議。在將 MIPI M-PHY 功率模式配置為HS_G4齒輪之后，以及在接收高速數(shù)據(jù)流之前，檢查 MIPI M-PHY RX 均衡器功能并以適當(dāng)?shù)倪m應(yīng)長度執(zhí)行適應(yīng)過程，這是 MIPI M-PHY 上較高層協(xié)議的責(zé)任。

MIPI UniPro v1.8 – 通過成功的電源模式更改過程以在入站或出站通道上HS_G4齒輪，MIPI UniPro PA 層應(yīng)該在啟動(dòng)任何新HS_BURST以進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)傳輸之前，保持PA_DL_RESUME.ind生成并執(zhí)行適應(yīng)過程（如果 MIPI M-PHY RX 支持它并且電源模式更改過程涉及適應(yīng)）。

如果出站通道上存在適應(yīng)請求（PA_TxGear = HS_G4 且對等 MIPI M-PHY RX 支持適應(yīng)），MIPI UniPro 會(huì)將所有活動(dòng)的 MIPI M-PHY TX 通道TX_HS_ADAPT_LENGTH屬性配置為adapt_length（刷新/初始長度）值，并發(fā)出 M-LANE-AdaptStart.req。適應(yīng) TX 過程完成從 MIPI M-PHY TX 通道到 M-LANE_AdaptCompletion.ind。

如果入站通道上需要自適應(yīng)請求（PA_RxGear = HS_G4并且本地 MIPI M-PHY RX 支持自適應(yīng)），則活動(dòng) MIPI M-PHY RX 通道的RX_ADAPT_CONTROL屬性配置為適應(yīng)類型（刷新/初始）值。Adapt RX 過程完成從 MIPI M-PHY RX 到 M-LANE_AdaptCompletion.ind 表示。整個(gè)RX適應(yīng)過程由PA_ADAPT_TIMER（10ms）監(jiān)控，如果發(fā)生超時(shí)，將導(dǎo)致DME_POWERMODE.ind（PWR_FATAL_ERROR）。

服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控 （QoS）：

此新功能涉及對錯(cuò)誤事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，例如接收的 NAC 幀數(shù)、接收的 CRC 錯(cuò)誤幀數(shù)、PA_INIT.req 和PA_INIT.ind基元生成，并將其與正確接收或傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)進(jìn)行比較。當(dāng)這些錯(cuò)誤事件達(dá)到特定閾值時(shí)，MIPI UniPro 會(huì)生成DME_QOS.ind原語，讓應(yīng)用層知道作為錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制的一部分所做的鏈路修復(fù)嘗試次數(shù)。此功能使應(yīng)用程序能夠分析由于重復(fù)錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制而導(dǎo)致鏈路帶寬減少的原因，并且可以幫助鏈路修復(fù)機(jī)制。

MIPI UniPro v1.8 在其前身 MIPI UniPro v1.61 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了其他一些改進(jìn)和錯(cuò)誤修復(fù)。MIPI UniPro v1.8 還提供與 MIPI UniPro v1.6x 的向后兼容性。版本 1.41 及更早版本不保持向后兼容性。

統(tǒng)一內(nèi)存擴(kuò)展 （UME） 進(jìn)一步使 UFS 設(shè)備能夠使用 UFS 主機(jī)內(nèi)存作為緩存來存儲邏輯到物理地址轉(zhuǎn)換表，從而降低對設(shè)備集成 RAM 的需求。

審核編輯：郭婷