海力士EMMC5.0及5.1系列对比详解

SK hynix e-NAND由NAND flash和MMC由控制器组成。
e-NAND管理界面协议、磨损平衡、碎片管理、垃圾收集和ECC。e-NAND防止主机突然断电。
e-NAND兼容JEDEC标准的eMMC5.1规范。

一、概述
?总线模式
-数据总线宽度:1(默认)，4，8
-数据总线宽度:1(默认)，4，8
-MMC开关时钟频率：0~200MHz
-MMCI/F启动频率：0~52MHz

?电压范围
-Vcc(NAND)：2.7V-3.6V
-Vccq(控制器):1.7V-1.95V/2.7V~3.3V

?温度
-操作温度（-25℃~ 85℃）
-存储温度（-40℃~ 85℃）

?其他特征
-HS400，HS200
-HPI，BKOPS，BKOP操作控制
-打包CMD，CMD排队
-缓存、缓存屏障、缓存刷新报告
-分区，RPMB，RPMB吞吐量改进
-丢弃、修剪、擦除、消毒
-写保护，安全写保护
-锁定/解锁
-PON，睡眠/唤醒
-可靠的写作启动功能，启动分区
-HW/SW重置
-现场固件更新
-可配置的驱动程序强度
-报告健康(智能)
-生产状态意识
-安全删除类型
-数据闪板引脚，增强数据闪板(在eMMC5.粗体功能添加到1中)

二、功耗
运行期间的有功功耗

? Temperature : 25℃
? 平均电流消耗：1000 ms周期以上
? 峰值电流消耗:期间超过20us
?Vcc：3.3V
?Vccq：1.8V

三、e-NAND新功能(eMMC5.0和eMMC5.1)
1、 eMMC5.0新功能

?HS400模式
e-NAND支持HS400信令，通过200MHz的DDR时钟频率为400MB/s总线速度。HS只支持8位总线宽度和1400模式.8V的Vccq。由于速度快，主机可能需要一个可调的采样点来可靠使用DS引脚接收传入的数据(读取数据和CRC响应)。e-NAND最多支持5个驱动强度。

?现场固件更新(FFU)
下载一个新的固件，e-NAND需要按照JEDEC标准指令序列。SKhynixe-NAND只支持手动模式(不支持)MODE_OPERATION_CODES)。详见下图及注册表。

?运行状态(智能)报告
使用此功能用于监控设备状态，防止错误和故障。主机可以用EXT_CSD检查设备信息作为下列登记表。

?生产状态意识
这个新特性是为了eMMC5.0 JEDEC标准添加。防止设备焊接过程中数据中断。实现这一特性，e-NAND只支持手动模式PRODUCT_STATE_AWARENESS_TIMEOUT为0x17(最大值)。详情请参见以下流程图和注册表。

?睡眠通知
当主机计划将设备移动到休眠状态时，关闭它Vcc当时，它可以使用关机通知。在启用关机通知时，添加一些功能来澄清睡眠模式的规范。

?安全移除类型
该功能用于如何在清除过程中从物理内存中删除信息。

2、 eMMC5.1新功能
?命令排队
e-NAND管理内部任务队列，主机可以排队数据传输任务，实现高效操作。

?缓存屏障
在某些情况下，主机对立即刷新数据不感兴趣，但它希望保持不同缓存数据之间的顺序。清洗可以被设备推迟到以后的空闲时间。
屏障命令通过刷新命令避免长期延迟。

?缓存冲洗报告
对于按顺序刷新缓存数据的设备，缓存屏障命令冗余，对设备和主机造成不必要的费用。

?BKOP控制
该功能允许主机指示设备，希望它是否需要写入BKOPS_START定期手动启动后台操作。

?安全写入保护
任何在主机上运行的应用程序都可以更新与写作保护相关的应用程序EXT_CSD字段，如USER_WP[171]、BOOT_WP[173]CMD6、CMD8、CMD28和CMD29（遗留模式）发布写作保护。然而，遗留模式也存在一些弱点。为防止未经授权的变更，主机应进入安全写作保护模式。

在安全的WP在模式下，只有当SECURE_WP_MASK字段为0x1点，可以更新WP相关的EXT_CSDs(EXT_CSD[171]，[173])；

通过只允许RPMB方法更新SECURE_WP_MASK寄存器提供安全；

增加自动写作保护模式，防止电源控制安全攻击造成的安全漏洞。

?Enhanced strobe
增强闪光模式的数据OUT中，CRC响应和CMD响应与频闪仪时钟同步。CMD响应输出信号与频闪时钟的时间关系与数据输出到频闪时钟的定义相同。
?RPMB吞吐量提高
该特性被提出用于RPMB为了提高数据的大小，写入数据eMMC5.1规范中的RPMB吞吐量。在eMMC5.0规范中，REL_WR_SEC_C[222]寄存器应设置为1(因此粒度始终为512B)。
可靠的写入RPMB有块计数不得超过分区REL_WR_SEC_C x512B限制大小eMMC5.一、支持RPMB写访问大小分别为256B、512B和8KB。

四、e-NAND一般参数
?时序

?供电
在e-NAND中，Vcc用于NAND核心电压和NAND接口；Vccq用于控制器核心和e-NAND接口电压如图所示。铁芯调节器是可选的，仅当内部铁芯逻辑电压由内部铁芯逻辑电压引起时Vccq调节时才需要。一个Creg必须连接到电容器VDDi用稳定系统上的调节器输出端子。

e-NAND支持一个或多个Vcc和Vccq如表18所示。
可用电压配置如表19所示。

?硬件设计参考