EMMC&DDR2培训

nulleMMC&DDR2学习eMMC&DDR2学习东 方 拓 宇null第一节 什么叫FLASH Flash Memory中文名字叫闪存，是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器。 Flash分为两种规格：NOR Flash和NAND Flash。 nullFLASH的分类： NOR FLASH和NAND FLASH NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术，彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。 NOR类似于DRAM， 以存储程序代码为主，可以让微处理器直接读取。因为读取速度较快，但晶片容量较低，所以多应用在通讯产品中，如手机。 1989年，东芝公司发表了NAND flash技术，强调降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。因为NAND flash的晶片容量相对于NOR大，更像硬盘，写入与清除资料的速度远快于NOR，所以当时多应用在小型机以储存资料为主。目前已广泛应用在各种存储设备上， 可存储代码和资料。 nullNOR FLASH和NAND FLASH的区别 NOR的读速度比NAND稍快一些。 NAND的写入速度比NOR快很多。 NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。 大多数写入操作需要先进行擦除操作。 NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少 nullnullnullNAND Flash TypesNAND Flash TypesNAND Flash三种类型应用 NAND Flash三种类型应用 NAND Flash分为SLC(Single-Level Cell)、MLC(Multi-Level Cell)、TLC(Triple-Level Cell)等三种。 早期NAND Flash应用以SLC(Single-Level Cell)技术为主，即1bit/cell，读写速度快，寿命长，约10万次读写寿命。 SLC芯片虽然质量好，但成本价格都较高，价格是MLC三倍以上，因此应用范围不广泛。 MLC=Multi-Level Cell， 即2bit/cell ，速度一般，寿命一般，价格一般，3000-10000次读写寿命。 MLC芯片推出后，MLC芯片读写次数和效能上远不如SLC芯片，但随着效能大幅改善后，MLC芯片逐渐成为NAND Flash产业主流。现在MLC芯片性价比提升，也逐渐导入许多应用领域包括军规、航空、车用、云端运算用服务器、工业用等，还包括笔记本电脑(NB)等如Ultrabook市场。 NAND Flash三种类型应用（续）NAND Flash三种类型应用（续）TLC=Triple-Level Cell，即3bit/cell，速度慢，寿命短，价格便宜，约500次读写寿命，技术在逐渐成长中。而TLC芯片则是当中质量最低的，不过成本也便宜，主要是用于对速度要求不高的快闪记忆卡和随身碟等产品上，目前TLC芯片还不能用在中高阶或是特殊领域产品上。 NAND Flash的存储单元从最初的SLC（ Single Layer Cell）， 到2003年开始兴起MLC （Multi-Layer Cell）， 发展至今，SLC已经淡出主流市场，主流存储单元正在从MLC向TLC（Triple Layer Cell）迈进。纳米制程和存储单元的发展，使得同样大小的芯片有更高密度和更多的存储单元，Flash得以在容量迅速增加的同时，还大幅降低了单位存储容量的成本。什么是eMMC什么是eMMCeMMC全称Embedded MultiMedia Card，是MMC协会所订立的内嵌式存储器规格，主要应用于智能手机和移动嵌入式产品等。 eMMC是一种嵌入式非易失性存储器系统，由闪存和闪存控制器两部组成，它的明显优势是在封装中集成了一个闪存控制器，它采用JEDEC标准BGA封装，并采用统一闪存接口管理闪存。nulleMMC是针对智能型手机（Smartphone）所的内嵌式存储器规格，是外接式记忆卡MMC的延伸。 eMMC目前主要应用于手机市场及MID高端平台， eMMC之后也扩散至平板计算机（Tablet PC）应用领域。也已开始广泛渗透到更多的嵌入式应用领域，如低端平板、学习机、游戏机、卫星定位系统等。 NAND闪存与eMMC对比 NAND闪存与eMMC对比 eMMC设计概念是把NAND Flash芯片和控制芯片封装成BGA封装芯片，可节省电路板的面积，客户设计新产品时，也不需考虑内建NAND Flash芯片的三星电子（Samsung Electronics）、美光（Micron）、东芝（Toshiba），或是35纳米、24纳米或19纳米制程，便利了手机客户设计的程序和新产品问世时间点。 NAND接口NAND接口eMMC接口eMMC接口eMMC特点（1）eMMC特点（1）eMMC结构由一个嵌入式存储解决组成，带有MMC （多媒体卡）接口、快闪存储器设备及主控制器——所有在一个小型的BGA 封装。同时其接口电压可以是1.8v 或者是3.3v。接口速度高达每秒50MB甚至100MB以上。由于采用标准封装，eMMC也很容易升级，并不用改变硬件结构。 eMMC （ Embedded Multi Media Card） 采用统一的MMC标准接口， 把高密度NAND Flash以及MMC Controller封装在一颗BGA芯片中。针对Flash的特性，产品内部已经包含了Flash管理技术，包括错误探测和纠正，flash平均擦写，坏块管理，掉电保护等技术。用户无需担心产品内部flash晶圆制程和工艺的变化。同时eMMC单颗芯片为主板内部节省更多的空间。eMMC的特点（2）eMMC的特点（2） eMMC的这种将NAND Flash芯片和控制芯片包在1颗MCP上的设计概念，就是为了简化产品内存储器的使用。客户只需要采购eMMC芯片放进产品中，不需处理其它复杂的NAND Flash兼容性和管理问题，减少研发成本和大大缩短新产品的上市周期，加速产品的推陈出新速度。 eMMC卡集成控制器与Nand闪存，具有快速的主机响应速度和读写速度，可以大幅提升智能机/平板电脑的开机速度。采用eMMC卡的开机速度比传统MCP的方式要快几倍。eMMC的优势eMMC的优势闪存Flash的制程和技术变化很快，特别是TLC技术和制程下降到20nm阶段后，对Flash的管理是个巨大挑战，使用eMMC产品，主芯片厂商和客户就无需关注Flash内部的制成和产品变化，只要通过eMMC的标准接口来管理闪存就可以了。这样可以大大的降低产品开发的难度和加快产品上市时间。 eMMC可以很好的解决对MLC和TLC的管理，ECC除错机制(Error Correcting Code)、区块管理(Block Management)、平均抹写储存区块技术(Wear Leveling)、区块管理（Command Management），低功耗管理等。 eMMC核心优点在于生产厂商可节省许多管理NAND Flash芯片的时间，不必关心NAND Flash芯片的制程技术演变和产品更新换代，也不必考虑到底是采用哪家的NAND Flash闪存芯片，如此，eMMC可以加速产品上市的时间，保证产品的稳定性和一致性。 eMMC技术发展eMMC技术发展eMMC规格的标准快速演进，从eMMC V4.3发展到V4.4，V4.41，eMMC V4.5陆续问世，eMMC下一个时代将会由三星电子(Samsung Electronics)主导的UFS(Universal Flash Storage)规格接棒，会把Mobile RAM等芯片功能都涵盖。目前最通行的eMMC V4.41在原标准4.3基础上做了很多改进，包括两倍于前代产品的存储器接口性能、灵活的分区管理和完善的安全备选方案，高级终断接口（HPI）等。eMMC的4.4版，接口速度可达104MB/s 。 eMMC会持续改版至4.5版，之后由UFS 1.0版接手。我们将UFS视为一种衔接eMMC 4.5版后的NAND Flash新接口标准，预期未来初期将在智能型手机及平板计算机等新兴智能型移动装置上，成为嵌入式储存媒体的主要的应用标准之一。UFS将提供极高的速度，接口速度可达300MB/s ，以即时高速存储大型多媒体文件，同时在消费电子设备上使用时降低功耗。 nullDDR2DDR2DDR2/DDR II（Double Data Rate 2）SDRAM是由JEDEC（电子设备工程联合委员会）进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据读预取）。 换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。nullnullSDRAM：Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器： 同步是指 Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准； 动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失； 随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。 SDRAM从发展到现在已经经历了四代，分别是：第一代SDR SDRAM，第二代DDR SDRAM，第三代DDR2 SDRAM，第四代DDR3 SDRAM.(显卡上的DDR已经发展到DDR5) SDRAM在读写数据时重点注意以下信号：SDRAM在读写数据时重点注意以下信号：CLK：时钟信号，为输入信号。SDRAM所有输入信号的逻辑状态都需要通过CLK的上升沿采样确定。 CKE：时钟使能信号，为输入信号，高电平有效。CKE信号的用途有两个：一、关闭时钟以进入省电模式；二、进入自刷新状态。CKE无效时，SDRAM内部所有与输入相关的功能模块停止工作。 CS#：片选信号，为输入信号，低电平有效。只有当片选信号有效后，SDRAM才能识别控制器发送来的命令。设计时注意上拉。 RAS#：行地址选通信号，为输入信号，低电平有效。 CAS#：列地址选通信号，为输入信号，低电平有效。 WE#：写使能信号，为输入信号，低电平有效。 null当然还包括bank[…]地址信号，这个需要根据不同的型号来确定，同样为输入信号； 地址信号A[…]，为输入信号； 数据信号DQ[…]，为输入/输出双向信号； 数据掩码信号DQM，为输入输出双向信号，方向与数据流方向一致，高电平有效。当其有效时，数据总线上出现的对应数据字节被接收端屏蔽。nullDDR2的工作频率很高，因此，DDR的Layout也就成为了一个十分关键的问题，很多时候，DDR2的布线直接影响着信号完整性。DDR2的信号及分组DDR2的信号及分组以上数据取自于Zentel的A3R1GE4CFFDDR2的信号及分组DDR2的信号及分组印制电路板叠层印制电路板叠层布线顺序布线顺序导线宽度与可承载的电流导线宽度与可承载的电流导线宽度与可承载的电流导线宽度与可承载的电流导线宽度与可承载的电流导线宽度与可承载的电流导线宽度与可承载的电流导线宽度与可承载的电流铜皮厚度,走线宽度和电流的经验关系表导线宽度与可承载的电流导线宽度与可承载的电流对于过孔来说，也可以用此公式来计算通过电流的能力，需要注意的是其中过孔面积的计算。null THE END 谢谢！