emmc基础技术8：操作模式4-data transfer mode

1.前言

eMMC总线操作包含：

• boot mode,
• device identification mode
• interrupt mode
• data transfer mode

本文主要描述data transfer mode

2. data transfer mode

图 emmc状态转换-data transfer mode

注1：busy(Dat0=low)信号在prg-state状态永远是激活的。由于之前版本的原因，设备在prg-state(busy激活时)状态可能仍然会把CMD24/25当做有效或无效命令。所以host应注意设备如果在prg-state状态且busy激活时不要发送CMD24/25命令。

注2：上图中i表示init流程；r表示read data状态转换；w表示write data状态转换

2.1 data transfer mode概述

1. 在data transfer mode下的所有的数据通信都是host和选中的device之间点对点的，所有带有RCA参数的命令都会在CMD line上获得回应
2. 当device被指定了RCA后，它将不再响应identificaiton mode的命令：CMD1，CMD2，CMD3
3. 重启设备(CMD0, CMD15或者硬件重启)或者停电会终止任何将要发送或者正在写入的操作。这会引起一些或者全部被寻址的数据进入一个未知状态，除非使用Reliable Write来保证写入的可靠性。host有责任来防止这种情况的发生
4. 如下的命令在设备配置为DDR传输模式时是不被允许的，且会被作为无效命令：bus testing(CMD19,CMD14), lock-unlock(CMD42)和set block length(CMD16)。

2.2 data transfer mode状态转换说明

•  stand-by state

. 当device回到stand-by state的时候，通过command line和data line通信时是工作在push-pull模式

. 在host读取全部的CSD寄存器之前，fpp时钟必须维持在fod。host发送SEND_CSD(CMD9)命令来得到Device Specific Data(CSD寄存器)，即，block length，设备存储大小，最大时钟频率等内容

. 广播命令SET_DSR(CMD4)会配置device的驱动能力。 此命令会根据应用的总线布局(长度)（？？？）和数据传输速率来编辑其DSR寄存器。时钟也在此时由fod切换到fpp

. stand-by state下，host通过发送命令CMD7（参数为device的RCA）将对应RCA的device设为transfer state;

. host通过发送命令CMD7(参数为保留RCA "0x0000")，则device回到stand-by state

•  transfer state

 . 如果先前已经在transfer state，host通过发送命令CMD7(参数为任何不等于RCA的地址值），则device将离开transfer state回到stand-by state；

 . 如果先前已经在transfer state，host通过发送命令CMD7(参数为当前 device的RCA），则device将忽略此命令，且可能会被认为是非法命令.

. 所有的数据读取命令可以用停止命令(CMD12)在任何时候终止。数据传输会终止且设备会返回到transfer state。数据读取命令包括了： block读取(CMD17), multiple block 读取(CMD18), send tuning block(CMD21)和send write protect(CMD30)，如上这些命令会让device从transfer state切换到sending-data state.

. 所有的写数据命令可以用停止命令(CMD12)在任何时候终止。写命令必须在使用CMD7命令反选device之前被停止掉。写数据命令包括了： block write(CMD24和CMD25), write CID(CMD26), write CSD(CMD27)，如上这些命令会让device从transfer state切换到receive-data state.

. 设备可以为block write提供buffering功能，这意味着之前的block在写入的时候，下一个block的可以被送到设备里

. 对于write CSD， write CID， write protection和 erase 是没有buffering功能的。这意味着当device为上述某个命令工作的时候，其他的数据传输命令是不会被接受的。device是busy且处于Programming状态时，DAT0 line会保持low

• receive-data state

. 当数据传输一结束，device会退出写数据状态且移动到Programming state(传输成功)或者Transfer state(传输失败)

. 若一个写block操作被停止，但最后一个block的CRC和length都有效，则数据会被写入

•  disconnect state

. 当设备处于disconnect state，CMD7(参数为当前device的RCA)用来选择设备并转换为programming state

. 在Disconnect state的device可以重新被选择(CMD7)。此情况下device会移动到Programming状态且重新激活busy标识

• programming state   

. 如果先前已经在programming state，host通过发送命令CMD7(参数为任何不等于RCA的地址值），则device将离开programming state回到disconnect state；

. 如果先前已经在programming state，host通过发送命令CMD7(参数为当前 device的RCA），则device将忽略此命令，且可能会被认为是非法命令.

. device在被写入的时候Parameter设置命令是不允许被接受的。parameter设置命令包括了: set block length(CMD16), erase group selection(CMD35-36)

. 把另外一个device从stand-by转换到Transfer状态(CMD7)是不会终止写入操作的。此设备会转换为Disconnect状态且释放DAT0的控制权

• bus test state

 . 在执行bus testing阶段之前(CMD19,CMD14)，建议设置数据传输的时钟频率。这样的话bus test会给出一个真实的数据。若是测试的时钟频率小于实际数据传输频率则测试结果是错误的

3.关键状态转换

• init状态转换

power on->CMD0(IDLE state)->CMD1->READY state->CMD2->Identification state->CMD3->standby state->CMD7->Transfer state;

• read data状态转换

Transfer State->CMD8->Sending-data State->CMD12 Operating Complete->Transfer State

• write data状态转换

Transfer state->CMD4->Receivedata State->transfer complete->Programming State->Operation complete->Transfer State

4. 参考文档

[1]http://www.jedec.org/sites/default/files/docs/JESD84-B51.pdf