eMMC響應的格式和類型

eMMC響應

eMMC響應有兩種長度的數據包，分別為48 Bits和136 Bits，eMMC響應的格式如下圖所示：

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eMMC的響應由48 bits或者136 bits組成，所有的eMMC響應都以00開始，以1結尾。所有的eMMC響應都是在CMD線上進行傳輸的，eMMC設備發(fā)送響應時先發(fā)送響應的起始位（Start bit），最后發(fā)送響應的結束位（End bit）。

Start Bit：起始位，固定為0，在沒有響應傳輸的情況下，CMD線上的信號保持高電平，當eMMC設備將Start Bit發(fā)送到總線上時，Host可以很方便檢測到響應的Start Bit（CMD線上的信號由高電平變?yōu)榈碗娖剑?，并開始接收響應。

Transmission Bit：傳輸位，固定為0，該位指示CMD線上數據的傳輸方向，該位為0，表示CMD線上數據的傳輸方向為從eMMC設備到Host。

Content：響應的具體內容，不同的響應Content不同。

CRC：CRC校驗值，包含Start Bit、Transmission Bit和Content內容的CRC校驗值。

End Bit：結束位，固定為1。

eMMC有5種類型的響應，包括：R1，R2，R3，R4和R5。

R1

R1響應的數據長度為48 bits，其中[45:40]數據位域表示的是該響應對應命令的編號。[39:8]是一個32位大小的位域，主要用于反應設備的狀態(tài)信息，具體的設備狀態(tài)信息內容可以參考eMMC 5.1 spec的6.13 Device status章節(jié)。

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R1b和R1完全相同，只是R1b會在數據線DAT0上傳輸一個可選的busy信號。基于eMMC設備在接收命令之前的狀態(tài)，eMMC設備在接收到一些命令之后可能會變得繁忙。

R2

R2響應的數據長度為136 bits。[127:1]是一個127位大小的位域，該位域將CID寄存器的值作為CMD2和CMD10的響應內容。[127:1]位域也可以將CSD寄存器的值作為CMD9的響應內容。CID和CSD寄存器的[127:1]位作為R2響應內容被傳輸，CID和CSD寄存器的保留位[0]由于該位的值總是1，因此保留位[0]被R2響應的End bit替換。

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R3

R3響應的數據長度為48 bits。[39:8]是一個32位大小的位域，該位域將OCR寄存器的值作為CMD1的響應內容。

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R4

R4響應的數據長度為48 bits。[39:8]是參數域，該位域包含尋址設備的RCA，要進行讀寫操作的寄存器地址以及寄存器內容。如果操作成功，參數域中的狀態(tài)位將被置1。R4響應只作為對CMD39的響應。

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R5

R5響應的數據長度為48 bits。如果該響應由Host產生，那么RCA[31:16]位域的值應該為0。R5響應只作為對CMD40的響應。

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eMMC數據塊

eMMC數據塊由Start bit、Data、CRC和End bit組成。下面對不同總線寬度和數據速率（Date Rate）下，各個數據塊的格式進行一個簡單的說明。

1位總線寬度 SDR模式

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CRC為Data的16 bitCRC校驗值，不包含起始位。

4位總線寬度 SDR模式

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各個數據線上的CRC為對應數據線的Data的16 bit CRC校驗值。

8位總線寬度 SDR模式

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各個數據線上的CRC為對應數據線的Data的16 bit CRC校驗值。

4位總線寬度 DDR模式

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DDR模式下，在時鐘的上升沿和下降沿數據線都會傳輸數據。在時鐘的上升沿傳輸數據的奇數字節(jié)（字節(jié)1，3，5 ...），在時鐘的下降沿傳輸數據的偶數字節(jié)（字節(jié)2，4，6 ...）。

在DDR模式下，每個數據線上有兩個相互交織的CRC16，時鐘上升沿的CRC比特組成odd CRC16，時鐘下降沿的CRC比特組成even CRC16。odd CRC16用于校驗該數據線上所有上升沿比特組成的數據，even CRC16用于校驗該數據線上所有下降沿比特組成的數據。

8位總線寬度 DDR模式

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eMMC CRC status token

在Host向eMMC設備寫數據過程中，eMMC設備接收到Host發(fā)送的一個數據塊之后，會進行CRC校驗，如果校驗成功，eMMC設備會在對應的數據線上向Host回復一個Positive CRC status token（"010"），如果校驗失敗，eMMC設備會在對應的數據線上向Host回復一個Negative CRC status token（"101"）。

在Host從eMMC設備讀取數據的過程中，Host接收到eMMC設備發(fā)送的一個數據塊之后，也會進行CRC校驗，但是不論校驗成功還是校驗失敗，Host都不會向eMMC設備回復CRC status token。

Positive CRC status token

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Negative CRC status token

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eMMC寄存器

eMMC 5.1協(xié)議定義了7個寄存器：OCR，CID，CSD，EXT_CSD，RCA，DSR和QSR，下面簡單的列舉常用的6個寄存器。

eMMC總線測試過程

在SDR模式下，Host通過發(fā)送CMD19和CMD14可以進行eMMC總線測試過程（Bus testing procedure），測試eMMC接口的硬件引腳連接性。在DDR模式下，不支持總線測試，CMD19和CMD14被認為是非法命令。

在SDR模式下進行eMMC總線測試時，首先Host發(fā)送CMD19給eMMC設備，接著Host在每根數據線上發(fā)送特定格式的數據給eMMC。然后，Host發(fā)送CMD14給eMMC設備，請求eMMC設備回復翻轉的數據。Host可以通過對接收到的翻轉數據進行比較，就能知道eMMC接口的引腳引腳連接情況。

1bit總線寬度時，eMMC總線測試的數據格式如下圖所示：

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4bit總線寬度時，eMMC總線測試的數據格式如下圖所示：

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8bit總線寬度時，eMMC總線測試的數據格式如下圖所示：