exynos 4412 eMMC配置及使用方法

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* @author    Maoxiao Hu

* @version   V1.0.0

* @date       Feb-2015

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* < COPYRIGHT 2015 ISE of SHANDONG UNIVERSITY >

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本文會不時完善和糾正一些小錯誤，務必請到  http://www.cnblogs.com/humaoxiao 參考最新版本。

 

開發板：迅爲4412精英版。

uboot：uboot-2014-10。

開發板上的eMMC：三星  KLMxGxxEMx-B031 容量4GB 使用eMMC 5.0標準。

exynos4412上的eMMC控制器：使用的eMMC4.41標準。

 

參考文檔：見文末。 參考文檔 [2] 須要到JESD網站下載。

此款三星eMMC兼容e.MMC 5.0標準協議，可是4412的eMMC控制器是使用的e.MMC 4.4標準，這樣的搭配是否是不太好暫且不表。

1、時鐘

1.1 eMMC時鐘部分

最基礎的部分仍是時鐘，eMMC支持的時鐘分爲好多種好比26M 52M HS200 HS400，固然eMMC越高端支持的時鐘模式也就越多。

怎麼知道eMMC支持的時鐘模式，查一下 Extended CSD Register 的 [196] 字節便可，這裏的這款B031芯片讀數爲0x57，那麼這個0x57中的每一位含義是什麼呢，查閱文檔 [2] 的7.4.54節：

 

 

對照後0 1 2 4 6 位爲1，即支持HS400 HS200 HS52-DDR HS52 HS26，4412能夠選用任意一種時鐘模式操做eMMC。

 

這裏還有不一樣的模式須要的時鐘速率及最大傳輸速率。

 

1.2 4412 eMMC控制器部分

從CMU（Clock Management Unit）模塊中找到MMC控制器時鐘圖，以下：

 

 

系統上電默認使用XusbXTI時鐘源，可是在實際使用中24M時鐘是遠遠不夠的，因此咱們按照手冊推薦將時鐘源選擇到SCLKmpll_user_t ，選擇方法請參考《exynos 4412 時鐘配置》。

 

MUXmmc0-3涉及的寄存器：

    CLK_SRC_FSYS

    地址：0x1003C240

    默認值：0x00011111

    設置後的值：0x00066666

DIVmmc0-3和DIVmmc0-3_pre涉及的寄存器：

    CLK_DIV_FSYS1 & CLK_DIV_FSYS2 & CLK_DIV_FSYS3

    地址：0x1003C544 & 0x1003C548 & 0x1003C54C

    默認值：0x00000000 & 0x00000000 & 0x00000000

    設置後的值：0x09010901 & 0x09010901 & 0x09010901

這樣在MPLL爲800MHz的狀況下，先二分頻再十分頻，最後eMMC控制器的時鐘是40MHz。可是若是eMMC芯片支持HS200或者HS400高速模式，那麼隨後對控制器時鐘進行修改便可。 

2、肯定Class

咱們都知道，eMMC也是分等級的，分別從Class0 ～ Class11 ，不一樣的Class支持的命令範圍不一樣，不先肯定Class就不敢肯定發出的指令eMMC可以正確響應。

查一下CSD Register的［95:84］共12bit。這裏的這款B031讀數爲0xF5（11110101），支持Class0 Class2 Class4 Class5 Class6 Class7指令集。

3、肯定支持的CMD

從支持的Class指令集就能夠推出支持的CMD命令，

 

這樣能夠得出這款B031 不支持的命令有CMD11 CMD20 CMD39 CMD40 CMD53~56。

4、CMD列表

 

5、CMD回覆格式

先看上面表格的第4列Resp列，表明eMMC回覆給4412控制器的消息，他們的含義以下：

5.1 R1回覆格式

 

共48bit，最高bit永遠是0，後緊接0表明從eMMC傳給控制器，然後［45:40］共6bit表明回覆的哪一個CMD（0 ～ 63），然後的［39:8］共32bit表明eMMC的設備狀態，然後就是CRC和結束位。Device status的含義以下：

 

5.2 R1b回覆格式

5.3 R2回覆格式

R2用來回復CMD2 9 10這三個命令，當回覆CMD2 10的時候內容是CID寄存器的值，當回覆CMD9的時候內容是CSR寄存器的值。

5.4 R3回覆格式

 

5.5 R4回覆格式

5.6 R5回覆格式

 

6、幾種經常使用CMD 

6.1 CMD0

這個命令用來複位eMMC，沒有回覆：

6.2 CMD1

這個命令獲得eMMC的OCR寄存器值：

在這裏［31］位比較重要，若是是1表明eMMC復位完成了， 0x40FF8080復位未完成， 0xC0FF8080復位完成。

6.3 CMD2

這個命令獲得eMMC的CID寄存器值，共128bit，16字節：

下面是在實際操做過程當中讀取到的數據：

與文檔（1）中CID寄存器對照後就會發現徹底一致。

6.4 CMD3

此命令用來設置eMMC的相對地址，相對地址是爲一條總線掛接多個eMMC準備的，若是隻有一個eMMC這個命令沒有很大意義。

eMMC回覆R1給控制器。 

6.5 CMD6

這個命令用來設置eMMC中EXT_CSR中寄存器的值：

［31:26］：爲0

［25:24］：見下表，

［23:16］：爲將要操做的寄存器索引

［15:8］：爲將要寫入寄存器的值

［7:3］：爲0

［2:0］：若是［25:24］爲00b，那麼這三位含義以下，

6.6 CMD7

此命令用來設置eMMC的狀態，由於當使用CMD0使eMMC復位後，eMMC處於idle或pre_idle狀態，若是須要數據傳輸，必須將eMMC置於transfer_state，CMD7就是這個做用。

eMMC回覆R1給控制器。

6.7 CMD8

此命令用來獲取EXT_CSD的值，雖然回覆爲R1，可是EXT_CSD的512字節值會被讀取並存儲到內存裏，而後用戶能夠根據這些數據分析出eMMC當前支持的各類參數和狀態。

注意因爲EXT_CSD是eMMC4以後才引入的寄存器組，因此只有判斷eMMC版本大於4以後，纔會發出這條指令讀取EXT_CSD。

6.8 CMD13

要求eMMC發送本身的狀態。

 

7、操做順序

 eMMC上電後首先須要復位，CMD0實現，而後eMMC會進入自行復位busy狀態，循環發送CMD1來檢測busy狀態，當busy狀態結束後，eMMC進入ready狀態，而後發送CMD2進行認證（獲取CID），而後發送CMD3，以後eMMC進入stby狀態，最後使用CMD7進入transfer狀態，這時候就可使用CMD16讀取單塊，CMD17讀取多塊了。

以上是通常的操做順序，包括最關鍵的指令，固然也能夠在這中間插入一些不是必需的指令，好比CMD六、CMD13等等。

詳細的狀態切換圖見下：

 

 

參考文檔：

[1] KLMxGxxEMx-B031 Spec

[2] JESD84-B50（注：eMMC 5.0標準協議）