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emmc nand 快存储芯片 emmc，Nand flash，Nor flash之间有什么区别

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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存储芯片 emmc、Nand flash、Nor flash之间有什么区别

随着存储领域的发展，有很多不同的存储介质，今天ICMAX就带大家来分一分emmc、Nand flash、Nor flash之间的区别。

一、定义及区别

emmc：全称为embeded MultiMedia Card，是一种嵌入式非易失性存储器系统，由Nand flash和Nand flash控制器组成，以BGA方式封装在一款chip上。

Nand flash：一种存储数据介质；若要读取其中的数据，需要外接的主控电路。

Nor flash：也是一种存储介质；它的存储空间一般比较小，但它可以不用初始化，可以在其内部运行程序，一般在其存储一些初始化内存的固件代码。

这里主要重点讲的是emmc 和Nand flash 之间的区别，主要区别如下：

(1) 在组成结构上：emmc存储芯片简化了存储器的设计，将NAND Flash芯片和控制芯片以MCP技术封装在一起，省去零组件耗用电路板的面积，同时也让手机厂商或是计算机厂商在设计新产品时的便利性大大提高。而NAND Flash仅仅只是一块存储设备，若要进行数据传输的话，只能通过主机端的控制器来进行操作，两者的结构图如下：

(2) 在功能上：eMMC则在其内部集成了 Flash Controller，包括了协议、擦写均衡、坏块管理、ECC校验、电源管理、时钟管理、数据存取等功能。相比于直接将NAND Flash接入到Host 端，eMMC屏蔽了 NAND Flash 的物理特性，可以减少 Host 端软件的复杂度，让 Host 端专注于上层业务，省去对 NAND Flash 进行特殊的处理。同时，eMMC通过使用Cache、Memory Array 等技术，在读写性能上也比 NAND Flash要好很多。而NAND Flash 是直接接入 Host 端的，Host 端通常需要有 NAND Flash Translation Layer，即 NFTL 或者 NAND Flash 文件系统来做坏块管理、ECC等的功能。另一方面，emmc的读写速度也比NAND Flash的读写速度快，emmc的读写可高达每秒50MB到100MB以上；

二、emmc的初始化和数据通信

emmc与主机之间通信的结构图：

其中包括Card Interface（CMD，DATA，CLK）、Memory core interface、总线接口控制（Card Interface Controller）、电源控制、寄存器组。

图中寄存器组的功能见下表：

CID: 卡身份识别寄存器 128bit,只读，厂家号，产品号，串号，生产日期。

RCA: 卡地址寄存器，可写的16bit寄存器，存有Device identification模式由host分配的通信地址，host会在代码里面记录这个地址，MMC则存入RCA寄存器，默认值为0x0001。保留0x0000以用来将all device设置为等待CMD7命令状态。

CSD: 卡专有数据寄存器部分可读写128bit，卡容量，最大传输速率，读写操作的最大电流、电压，读写擦出块的最大长度等。

SCR: 卡配置寄存器，可写的 64bit 是否用Security特性(LINUX不支持)，以及数据位宽（1bit或4bit）。

OCR: 卡操作电压寄存器 32位，只读，每隔0.1V占1位，第31位卡上电过程是否完成。

（5）Device Identification Mode和初始化

MMC通过发CMD的方式来实现卡的初始化和数据通信

Device Identification Mode包括3个阶段Idle State、Ready State、Identification State。

Idle State下，eMMC Device会进行内部初始化，Host需要持续发送CMD1命令，查询eMMC Device是否已经完成初始化，同时进行工作电压和寻址模式协商：eMMC Device 在接收到这些信息后，会将OCR的内容（MMC出厂就烧录在里面的卡的操作电压值）通过 Response 返回给 Host，其中包含了 eMMC Device 是否完成初始化的标志位、设备工作电压范围 Voltage Range 和存储访问模式 Memory Access Mode 信息。

如果 eMMC Devcie 和 Host 所支持的工作电压和寻址模式不匹配，那么 eMMC Device 会进入Inactive State。

Ready State，MMC完成初始化后，就会进入该阶段。

在该 State 下，Host 会发送 CMD2命令，获取eMMC Device 的CID。

CID，即 Device identification number，用于标识一个 eMMC Device。它包含了 eMMC Device 的制造商、OEM、设备名称、设备序列号、生产年份等信息，每一个 eMMC Device 的 CID 都是唯一的，不会与其他的 eMMC Device 完全相同。

eMMC Device 接收到CMD2后，会将 127 Bits 的CID的内容通过 Response返回给 Host。

Identification State，发送完 CID 后，eMMC Device就会进入该阶段。

Host 会发送参数包含 16 Bits RCA 的CMD3命令，为eMMC Device 分配 RCA。设定完 RCA 后，eMMC Devcie 就完成了 Devcie Identification，进入 Data Transfer Mode。

注：emmc初始化和数据通信的过程，有点类似USB协议，USB控制器去发送请求给USB设备，以IN包和OUT包的形式去建立与USB设备之间的通信，默认状态下，USB设备也是0地址的，与控制器分配设备地址。（感兴趣的可以看一下USB2.0的协议，主要是第8和9章内容）

三、eMMC工作电压和上电过程

根据工作电压的不同，MMC卡可以分为两类：

High Voltage MultiMediaCard，工作电压为3.3V左右。

Dual Voltage MultiMediaCard，工作电压有两种，1.70V~1.95V和2.7V~3.6V，CPU可以根据需要切换

我所使用的eMMC实测工作电压VCC为2.80V~2.96V，VCCQ为1.70V~1.82V。

其中VCC为MMC Controller/Flash Controller的供电电压，VCCQ为Memory和Controller之间I/O的供电。

上电初始化阶段MMC时钟频率为400KHz，需要等电压调整到它要求的VCC时（host去获取OCR中记录的电压值，上面有说），MMC时钟才会调整到更高的正常工作频率。

聊聊存储器EMMC与DDR的那些事儿~~~

初识内存

用过手机的人都应该知道，手机的存储分为两种，一种是ROM，一种是RAM，也许很多人就不明白了，ROM和RAM究竟有何区别，怎么这两个数据相差那么大的？如下为小米新上市的红米Note7 Pro的内存参数表，很清晰的显示机身容量：128G，运行内存：6G。那么这两个数据究竟有何深层次的区别呢？带着这个问题，我们来进入主题聊聊EMMC与DDR的那些事儿！

什么是DDR?

DDR全称是DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM，双倍速率SDRAM)。DDR内存是在SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory：同步动态）的基础上发展而来的，DDR SDRAM最早是由三星公司于1996年提出，由日本电气、三菱、富士通、东芝、日立、德州仪器、三星和现代等八家公司共同商定的内存规格，它是SDRAM 的升级版本。

什么是DDR3？

DDR3 SDRAM（Double-Data-Rate Three Synchronous Dynamic Random Access Memory），是第三代DDR-SDRAM内存条。速度上比于DDR2 SDRAM具有更高的传输速率和更低的工作电压。大家通常所说的几代内存条，就是以内存的频率来划分的。

什么是EMMC？

EMMC (Embedded Multi Media Card) 是由MMC协会所订立的，主要是针对手机或者平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。EMMC属于一种多媒体卡架构，它直接封装了一个控制器，它提供标准接口并管理闪存，使得手机厂商就能专注于产品开发的其它部分，并缩短向市场推出产品的时间。

EMMC接口电压可以是1.8v或者3.3v，最新的EMMC 5.1标准的接口速度高达400Mbps。

EMMC的优点

EMMC主要有以下优点：

a) 、EMMC简化了内存存储器的设计。由于NAND Flash芯片的不同厂牌包括三星、东芝(Toshiba)、海力士(Hynix)、KingMax（金士顿）、美光(Micron)等，都需要根据每家公司的产品和技术特性来重新设计，过去并没有一个统一的技术能够通用所有厂牌的NAND Flash芯片；

b) 、更新速度快。每次NAND Flash制程技术更新制程，手机客户也都要重新设计，，存储器问题严重拖累了手机厂商手机新机种推出的速度，所以将NAND Flash芯片和控制芯片集成1颗EMCP芯片的方案，也逐渐形成了主流；

c) 、EMMC的出现，就是为了简化手机存储器的使用，手机厂商只需要够买一颗EMMC芯片，并不需要考虑其与NAND Flash的兼容性问题，最大的优点是缩短新产品的上市周期和研发成本，加速产品的更新换代。

DDR3和EMMC有何区别？

①　、存储性质不同：EMMC是非易失性存储器，在通电或断电情况下，都可以存储数据，而DDR3是易失性存储器，断电数据不保存数据，即断电数据就丢失；

②　、存储容量不同：EMMC的存储容量一般要比DDR3内存大3-4倍，常见有32G，而DDR3内存容量相对较小，常见有4-128G；

③　、运行速度不同：DDR3内存运行速度要比EMMC快得多；

④　、用途不同：EMMC主要用于数据存储，而DDR3内存主要用于数据运算。

最后来说下前文提到的红米Note7 Pro的内存的问题！

根据前文的描述，可知DDR3 是指手机运行内存，即对应于RAM；而EMMC是指手机存储内存（或者叫机身容量），即对应于ROM。

值得一体的是，目前EMMC的更新一代的产品UFS2.1已经在高端手机旗舰级上全面普及了，拥有超高速性能的UFS 2.1闪存，读取速度达到1.5G/s，已经在高端设备上逐步取代了EMMC的市场，成为了高端手机平板的首选配置。相信随着技术的进步，UFS将会逐成为移动产品市场的主流。

存储芯片 emmc、Nand flash、Nor flash之间有什么区别

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