從標(biāo)準(zhǔn)JESD84-B51去看eMMC電路設(shè)計(jì)-初識(shí)篇

|? ? 關(guān)于JEDEC? ??
JEDEC是固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)的簡(jiǎn)稱,JEDEC是微電子產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu),JEDEC的主要功能包括術(shù)語、定義、產(chǎn)品特征描述與操作、測(cè)試方法、生產(chǎn)支持功能、產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性、機(jī)械外形、固態(tài)存儲(chǔ)器、DRAM、閃存卡及模塊、以及射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽等的確定與標(biāo)準(zhǔn)化[1]。
上面關(guān)于JEDEC的描述摘自JEDEC China的JEDEC概述,如果是第一次聽說JEDEC的話,上面的概述讀起來可能會(huì)有點(diǎn)生澀難懂。JEDEC是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織,JEDEC誕生的目的是定義微電子產(chǎn)業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn),定義微電子產(chǎn)業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)的目的是讓不同廠家生產(chǎn)制造的微電子產(chǎn)品能統(tǒng)一被使用。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,比如內(nèi)存條,因?yàn)橛辛薐EDEC標(biāo)準(zhǔn),不同廠家生產(chǎn)的內(nèi)存顆粒,做成的內(nèi)存條都可以插到同一塊主板上被識(shí)別使用,如果沒有通用標(biāo)準(zhǔn),那么各家定義各家的,同一產(chǎn)品互不兼容,軟件驅(qū)動(dòng)就不兼容,這樣容易造成市場(chǎng)混亂,也容易造成市場(chǎng)被壟斷。
|? ?JESD84-A441和JEDEC的關(guān)系? ??
JESD84-B51是JEDEC定義的關(guān)于e?MMC的標(biāo)準(zhǔn),版本5.1,最新版本是JESD84-B51A。這里為啥選JESD84-B51而不選最新的標(biāo)準(zhǔn)來說,原因是JESD84-B51A是收費(fèi)的,$327.00,太貴辣,不過對(duì)于硬件設(shè)計(jì)來說,JESD84-B51其實(shí)已經(jīng)夠了。

|? ?eMMC信號(hào)定義? ??
eMMC全稱是Embedded MultiMediaCard,eMMC主要應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備上,它長(zhǎng)下圖這個(gè)樣子,如果喜歡拆手機(jī)或者喜歡看別人拆手機(jī),那一定會(huì)經(jīng)常看到它,手機(jī)存儲(chǔ)多大就是看它容量多大(這里僅通俗的來說)。

圖1.?eMMC實(shí)物
看完實(shí)物圖我們來看eMMC的信號(hào)都有哪些,如下圖所示,eMMC的信號(hào)非常簡(jiǎn)單,主要有時(shí)鐘信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)、和電源信號(hào)構(gòu)成。

圖2.?eMMC的信號(hào)匯總
eMMC的四類信號(hào)功能描述如下:
時(shí)鐘信號(hào):
CLK:?給eMMC提供數(shù)據(jù)交互的時(shí)鐘。
數(shù)據(jù)信號(hào):
DAT[7:0]:?雙向接口,數(shù)據(jù)收發(fā)。
控制信號(hào):
DS:?DS是由eMMC向主控端傳輸,在HS400模式下使用,在主控端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步功能。
CMD:?命令交互信號(hào),用于傳輸控制命令或者回應(yīng)主機(jī),雙向信號(hào),工作在開漏和推挽模式。
RST_n:?復(fù)位信號(hào)。
電源信號(hào):
VCC:?eMMC的Core電源。
VCCQ:?IO電源。
|? ?典型的eMMC電路設(shè)計(jì)? ??
上面扯了那么多,現(xiàn)在我們來看eMMC的典型電路設(shè)計(jì),參考標(biāo)準(zhǔn)描述,eMMC的信號(hào)的典型電路如下圖所示。圖中ROD和RData Strobe一般集成在主控中或者是沒有,設(shè)計(jì)中我們可以不用管。而RDAT和RCMD是上拉電阻,標(biāo)準(zhǔn)里推薦放這些上拉電阻,避免總線(即CDM、DATA[7:0])浮空,所以我們會(huì)在一些電路中看到eMMC信號(hào)線上都掛滿了上拉電阻。當(dāng)然在有的設(shè)計(jì)電路里是沒掛的,沒掛上拉電阻的圖估計(jì)都是拿圖過來抄,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)要求是什么樣的也不清楚,看eMMC規(guī)格書里描述這幾個(gè)信號(hào)是推挽輸出的,覺得是多余的,就索性直接都拿掉,最多留著CMD的上拉電阻,這樣是不推薦的做法。原文描述:"RDAT?and RCMD?are pull-up resistors protecting the CMD and the DAT lines against bus floating
device when all device drivers are in a high-impedance mode.
"

圖3.?JEDEC定義的eMMC信號(hào)電路設(shè)計(jì)
關(guān)于這些上拉電阻的阻值范圍,在標(biāo)準(zhǔn)的Table 200有描述如下,設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況參考底部的Note挑選適合的值:

圖4. 標(biāo)準(zhǔn)中推薦的eMMC總線上拉電阻阻值范圍
上圖中的總線電容CL需要特別注意,在標(biāo)準(zhǔn)中描述了CL是Host、BUS、和DEVICE的寄生電容的總和,這個(gè)寄生電容最大值是30pF,且Host、和BUS的總會(huì)必須小于20pF。所以這也是為什么建議eMMC布局靠近主控的原因,這里如果不去注意的話,可能的結(jié)果就是,恰巧你的板子的條件有點(diǎn)差,這個(gè)CL超過了,選用的eMMC在這個(gè)規(guī)范里留的裕量又不是特別高,然后板子跑著跑著就莫名的數(shù)據(jù)出錯(cuò)了,到時(shí)問題夠你加班查。
CL?= CHOST?+ CBUS?+ CDEVICE
本篇主要講eMMC的信號(hào)、信號(hào)連接方式、和信號(hào)注意事項(xiàng),下一篇將講eMMC的電源和不同模式下的供電情況和Layout注意事項(xiàng)。本篇主要講eMMC的信號(hào)、信號(hào)連接方式、和信號(hào)注意事項(xiàng),下一篇將講eMMC的電源和不同模式下的供電情況和Layout注意事項(xiàng),感興趣可以關(guān)注公眾號(hào)”ecircuitlab“查看。

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