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嵌入式多媒体卡eMMC芯片基础知识及eMMC信号完整性量测案例

jf_C6sANWk1 来源:启威测实验室 作者:启威测实验室 2022-10-25 09:27 次阅读

嵌入式多媒体卡eMMC存储芯片被广泛地应用在手机、平板电脑、GPS终端、电子书和其他应用微处理器消费电子设备和工业物联网设备中。

在将eMMC芯片集成到电路设计中时经常会出现各种问题。信号的一致性测试可以帮助用户调试eMMC存储接口的信号完整性问题。本文由启威测实验室小编整理有关嵌入式多媒体卡eMMC芯片基础知识及eMMC信号完整性量测案例。

01 eMMC基础知识:

接口名称:eMMC

英文全称:embedded MultimediaCard

中文:嵌入式多媒体卡

标准维护和制定:JEDEC & MultimediaCard Association(MMCA,多媒体卡协会)

核心成员:JEDEC SOLID STATE TECHNOLOGY ASSOCIATION 固态存储技术协会

网址:www.jedec.org

当前规范:JESD84-B51

最新版本:V5.1

生效时间:2015年2月

下一版本:TBD

说明:eMMC封装在JESD21C标准中已有定义。

包括三种BGA封装规格: 11.5mm x 13mm x 1.3mm、12mm x 16mm x 1.4mm、12mm x 18mm x 1.4mm;

注:自V4.3版本开始,SPI模式被移除了,即不再支持SPI模式了。

1a0b352e-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

1 eMMC 的整体架构

02 eMMC芯片信号完整性量测案例:

2.1 测试设备

No. Equipment Model
1 Oscilloscope Tektronix TDS7704B
2 Testscope P7240& P7330

2.2 测试结果

No Test Item TestResult
1 ClockSignal Pass
2 InputSignal Pass
3 OutputSignal Pass

2.3 EMMC 信号波形图及各信号测试结果

1) Signal IntegrityClock Signal

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1a755efe-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

测试信号 测试项目 规格(最小值) 规格(最大值) 单位 测试值 测试结果
CLOCK tPERIOD 5 - ns 19.96 Pass
tTLH - 0.2*tPERIOD ns 0.5498 Pass
tTHL - 0.2*tPERIOD ns 0.5887 Pass
Duty Cycle 30 70 % 49.76~50.24 Pass
VIH 0.625 * VCCQ VCCQ + 0.3 V 3.182 Pass
VIL VSS - 0.3 0.25*VCCQ V -0.01 Pass
Overshoot - - % 3.328 Pass
Undershoot - - % 5.243 Pass

2) Signal Integrity—Input Signal

1a92f572-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

测试信号 测试项目 规格(最小值) 规格(最大值) 单位 测试值 测试结果
Input CMD tISU 1.4 - ns 4.913 Pass
tIH 0.8 - ns 14.79 Pass
VIH 0.625 * VCCQ VCCQ + 0.3 V 3.284 Pass
VIL VSS - 0.3 0.25*VCCQ V -0.028 Pass
Overshoot - - % 6.06 Pass
Undershoot - - % 5.857 Pass


1ab9c06c-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

测试信号 测试项目 规格(最小值) 规格(最大值) 单位 测试值 测试结果
Input D0 tISU 1.4 - ns 7.036 Pass
tIH 0.4 - ns 2.883 Pass
VIH 0.625 * VCCQ VCCQ + 0.3 V 3.238 Pass
VIL VSS - 0.3 0.25*VCCQ V -0.002 Pass
Overshoot - - % 6.102 Pass
Undershoot - - % 7.376 Pass

3) Signal Integrity—Output Signal

1ade7894-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

1af671d8-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

测试信号 测试项目 规格(最小值) 规格(最大值) 单位 测试值 测试结果
Output CMD tPH 0 2*UI ns 3.706 Pass
tVW 0.575*UI - ns 19.13 Pass
VOH 0.75 * VCCQ - V 3.302 Pass
VOL - 0.125*VCCQ V -0.034 Pass
tRISE - 3 ns 1.077 Pass
tFALL - 3 ns 1.217 Pass
Overshoot - - % 6.674 Pass
Undershoot - - % 5.576 Pass


1b1e0e82-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

1b43c41a-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

1b5ddfb2-5402-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

测试信号 测试项目 规格(最小值) 规格(最大值) 单位 测试值 测试结果
Output D0 tPH 0 2*UI ns 5.274 Pass
tVW 0.575*UI - ns 9.442 Pass
VOH 0.75 * VCCQ - V 3.281 Pass
VOL - 0.125*VCCQ V 0.0055 Pass
tRISE - 3 ns 0.25 Pass
tFALL - 3 ns 0.6784 Pass
tODLY - 13.7 ns 3.85 Pass
tOH 2.5 - ns 2.595 Pass
tODLYddr-Min 1.5 7 ns 2.66 Pass
tODLYddr-Max 1.5 7 ns 3.48 Pass
Overshoot - - % 7.081 Pass
Undershoot - - % 10.03 Pass

03 eMMC标准接口总结如下:

Name Type1 Description
CLK I Clock
DS O/PP Data Strobe
DAT02 I/O/PP Data
DAT1 I/O/PP Data
DAT2 I/O/PP Data
DAT3 I/O/PP Data
DAT4 I/O/PP Data
DAT5 I/O/PP Data
DAT6 I/O/PP Data
DAT7 I/O/PP Data
CMD I/O/PP/OD Command/Response
RST_n I Hardware reset
VCC S Supply voltage for Core
VCCQ S Supply voltage for I/O
VSS S Supply voltage ground for Core
VSSQ S Supply voltage ground for I/O

【注】 I: input; O: output; PP: push-pull; OD: open-drain; NC: Not connected (or logical high); S: power supply.

相关名词定义:

CID: Card IDentification number register 卡识别码寄存器

CLK: Clock signal时钟信号

CMD: Command line or MultiMediaCard bus command (if extended CMDXX)

CRC: Cyclic Redundancy Check循环冗余检查

CSD: Card Specific Data register卡专有数据寄存器

DAT: Data line数据线

DSR: Driver Stage Register驱动阶段寄存器

启威测实验室提供eMMC芯片一致性测试验证、eMMC芯片信号完整性测试及眼图测试。





审核编辑:刘清

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原文标题:【案例分享】什么是嵌入式多媒体卡eMMC?启威测实测案例带你了解eMMC信号量测!

文章出处:【微信号:阿宝1990,微信公众号:阿宝1990】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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