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关于芯片内部的ROM的作用、工作原理的介绍#xff0c;链接如下#xff1a; https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145969584
eMMC的物理结构、特点、用途
这个标题的相关内容见我的另一篇博文#xff0c;博文链接如下#xff1a…读本篇博文所需要的先行知识
关于芯片内部的ROM的作用、工作原理的介绍链接如下 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145969584
eMMC的物理结构、特点、用途
这个标题的相关内容见我的另一篇博文博文链接如下 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145367399
eMMC设备的存储区域结构
eMMCEmbedded MultiMediaCard是一种嵌入式存储设备符合JEDECJoint Electron Device Engineering Council标准广泛用于嵌入式系统如智能手机、单板计算机和工业设备。eMMC的存储区域结构主要包括以下部分 1. Boot Partition引导分区
作用用于存储引导加载程序如U-Boot系统启动时可以直接从该区域加载引导代码。特点 eMMC通常提供两个Boot分区Boot Partition 1 和 Boot Partition 2。这两个Boot分区在Fastboot(FB)协议中通常被命令名为boot0和boot1并分别编号为1和2。关于Fastboot(FB)协议的详细介绍请见博文 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145985144每个Boot分区的大小通常是固定的如128KB、512KB或4MB取决于eMMC规格。可以通过EXT_CSD[179] BOOT_CONFIG配置哪个Boot分区用于启动。关于EXT_CSD[179] BOOT_CONFIG的详细介绍见本博文后面。只能通过特殊方式如u-boot中的eMMC命令mmc bootpart enable或 Linux 系统下的命令dd ifuboot.img of/dev/mmcblkXboot0写入。不能用于普通数据存储。 2. RPMBReplay Protected Memory Block防重放保护存储区
作用 主要用于存储安全相关数据例如加密密钥、认证信息、防篡改数据等。具有防重放保护机制可防止存储数据的回滚攻击。防重放保护通常是指防止攻击者通过回滚存储器内容恢复到较早的状态从而绕过安全检查或重现旧的、可能已被撤销的凭据。 特点 只能通过安全认证的方式访问不能像普通块设备一样读写。通常容量较小例如512KB或更大。不能直接挂载或用于普通存储。 3. General Purpose Partitions通用分区
作用 额外的可由用户定义的分区可用于存储操作系统、应用程序或其他数据。 特点 eMMC允许创建最多4个通用分区。大小可配置但一旦分配就不能动态调整。适用于某些特殊用途例如存放文件系统、日志或者特定数据。 4. User Data Area用户数据区域
作用 主要存储操作系统、根文件系统、用户数据等。 特点 这个区域是eMMC中容量最大的部分相当于普通SD卡的存储空间。可以划分多个逻辑分区如ext4、FAT等。直接映射为Linux设备例如 /dev/mmcblkX裸设备或 /dev/mmcblkXpY分区。采用可磨损均衡Wear Leveling和坏块管理机制以提高eMMC的寿命和稳定性。 5. Enhanced User Data Area增强型用户数据区
作用 允许将部分User Data Area转换为SLC模式以提升写入寿命和可靠性。 特点 通过配置EXT_CSD寄存器来分配。牺牲存储容量换取更高的耐久性。适用于高频写入的数据如日志、数据库等。 6.eMMC分区示意图
下面分区示意图中提到的“FB协议”的详细介绍请参看我的另一篇博文 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145985144
---------------------- 0x00000000
| Boot Partition 1 | (大小固定如4MB)【在FB协议中被命令为boot0,编号为1】
----------------------
| Boot Partition 2 | (大小固定如4MB)【在FB协议中被命令为boot1,编号为2】
----------------------
| RPMB Partition | (大小固定如512KB)
----------------------
| General Purpose 1 | (可选)
----------------------
| General Purpose 2 | (可选)
----------------------
| General Purpose 3 | (可选)
----------------------
| General Purpose 4 | (可选)
----------------------
| User Data Area | (最大存储区域)【在FB协议中被命令为 userdata 或 mmcblk0,编号为0】
---------------------- 0xFFFFFFFF上面这个分区示意图中eMMC的相关分区在FB(Fastboot)协议中的名称和编号再附一张表
eMMC 分区Fastboot 分区名称编号 (mmc partconf)Boot Partition 1boot01Boot Partition 2boot12User Data Area主存储区userdata 或 mmcblk00
eMMC通常存储容量有多大我开发析上的eMMC容易有多大
从上面的分区示意图可以看出其寻址空间为0x00000000~0xFFFFFFFF一共有8个F即32位32位刚好对应的是4GB所以eMMC通常的存储容量是4GB大小。我的开发板也正是4GB大小的eMMC如下图所示 在核心版的原理图中(文件MYC-Y6ULX1211.pdf)中搜索“eMMC”得到如下结果 然后查看板子的丝印文件(100ask_imx6ull_PRO_V11_silktop(丝印图).pdf) 所在eMMC芯片在硬件实物中的位置如下图所示 7. Linux系统中将eMMC的各区域分别映射为什么名称的设备文件
在Linux系统中eMMC的不同区域通常会映射成不同的设备节点
eMMC区域设备节点示例说明Boot Partition 1/dev/mmcblk0boot0引导分区 1Boot Partition 2/dev/mmcblk0boot1引导分区 2RPMB Partition/dev/mmcblk0rpmb认证存储区受保护User Data Area/dev/mmcblk0用户数据区整个eMMC分区1如rootfs/dev/mmcblk0p1用户数据区的一个分区分区2如/data/dev/mmcblk0p2用户数据区的另一个分区
如何查看Linux系统的eMMC的分区信息(设备节点信息)
可以使用以下命令查看eMMC的分区信息
lsblk
cat /proc/partitions
ls /dev/mmcblk*
fdisk -l /dev/mmcblk*我的开发板运行命令lsblk的结果如下 我的开发板运行命令cat /proc/partitions的结果如下
[rootimx6ull:~]# cat /proc/partitions
major minor #blocks name
.....179 0 3817472 mmcblk1179 1 512000 mmcblk1p1179 2 1048576 mmcblk1p2179 3 10240 mmcblk1p3179 24 4096 mmcblk1rpmb179 16 4096 mmcblk1boot1179 8 4096 mmcblk1boot0从运行结果来看用户数据区(User Data Area )的设备节点名为mmcblk1它被划分成了三个逻辑分区分别为mmcblk1p1、mmcblk1p2、mmcblk1p3容量大小情况如下 mmcblk13817472KB 3728MB ≈ 3.6GB mmcblk1p1512000KB 500MB ≈ 0.48GB mmcblk1p21048576KB 1024MB ≈ 1 GB mmcblk1p310240KB 10MB 可见第2分区是最大的有1个GB的大小。
命令fdisk -l /dev/mmcblk*的运行结果如下 从中可以看到eMMC设备节点的详细信息我整理一下输出信息如下
[rootimx6ull:~]# fdisk -l /dev/mmcblk*Disk /dev/mmcblk1boot0: 4 MB, 4194304 bytes, 8192 sectors
128 cylinders, 4 heads, 16 sectors/track
Units: sectors of 1 * 512 512 bytes
Disk /dev/mmcblk1boot0 doesnt contain a valid partition tableDisk /dev/mmcblk1boot1: 4 MB, 4194304 bytes, 8192 sectors
128 cylinders, 4 heads, 16 sectors/track
Units: sectors of 1 * 512 512 bytes
Disk /dev/mmcblk1boot1 doesnt contain a valid partition tableDisk /dev/mmcblk1: 3728 MB, 3909091328 bytes, 7634944 sectors
119296 cylinders, 4 heads, 16 sectors/track
Units: sectors of 1 * 512 512 bytes
Device Boot StartCHS EndCHS StartLBA EndLBA Sectors Size Id Type
/dev/mmcblk1p1 * 0,65,4 63,254,1 4098 1028097 1024000 500M 83 Linux
/dev/mmcblk1p2 * 63,254,2 194,137,9 1028098 3125249 2097152 1024M 83 Linux
/dev/mmcblk1p3 194,137,10 195,207,14 3125250 3145729 20480 10.0M c Win95 FAT32 (LBA)Disk /dev/mmcblk1p1: 500 MB, 524288000 bytes, 1024000 sectors
16000 cylinders, 4 heads, 16 sectors/track
Units: sectors of 1 * 512 512 bytes
Disk /dev/mmcblk1p1 doesnt contain a valid partition tableDisk /dev/mmcblk1p2: 1024 MB, 1073741824 bytes, 2097152 sectors
32768 cylinders, 4 heads, 16 sectors/track
Units: sectors of 1 * 512 512 bytes
Disk /dev/mmcblk1p2 doesnt contain a valid partition tableDisk /dev/mmcblk1p3: 10 MB, 10485760 bytes, 20480 sectors
320 cylinders, 4 heads, 16 sectors/track
Units: sectors of 1 * 512 512 bytes
Disk /dev/mmcblk1p3 doesnt contain a valid partition tablefdisk: cant open /dev/mmcblk1rpmb: Input/output error上面输出信息中mmcblk1p1和mmcblk1p2在Boot项上有个*代表这两个分区是可引导的但在ARM 嵌入式系统这个信息不重要原因是i.MX6ULL 内部的 ROM中的 代码可以直接从 eMMC 的Boot Partition (比如mmcblk1boot1) 中加载 U-Boot无需从用户数据区去加载引导程序(u-boot)。这里的* 号只是一个标志表示该分区被设定为可引导但不一定真正参与系统启动。 eMMC的EXT_CSD[179] BOOT_CONFIG是什么东西
名字来源
EXT_CSD这个名字的来源是Extended CSD。CSD是Card-Specific Data的缩写直译为“卡指定数据”即为为设置存储卡指定的数据实际上就是存储器的寄存器。 所以我们通常说“eMMC 设备的 EXT_CSD寄存器。”
eMMC 设备的 EXT_CSD寄存器是一个 512 字节大小的寄存器空间用于存储 eMMC 设备的各种扩展配置参数。EXT_CSD[179] 表示 EXT_CSD 寄存器的第 179 个字节从 0 开始计算。在 eMMC 规格中EXT_CSD[179] 这个字节被定义为 BOOT_CONFIG引导配置所以出现了标题中的EXT_CSD[179] BOOT_CONFIG这个名字。
EXT_CSD[179]BOOT_CONFIG寄存器解析
EXT_CSD[179]BOOT_CONFIG寄存器解析如下
EXT_CSD[179] 主要用于设置 eMMC 的引导相关配置包括
选择哪个 Boot 分区作为默认启动分区。是否启用 Boot 访问模式。是否启用高速度模式HS_TIMING。
BOOT_CONFIGEXT_CSD[179]的位定义
位范围名称说明7BOOT_ACK是否在 Boot 过程中启用 BOOT_ACK 响应0: 关闭1: 使能。【关于什么叫 BOOT_ACK 响应请往后面看】6:5BOOT_PARTITION_ENABLE选择哪个 Boot 分区用于启动00b - 用户分区 01b - Boot 分区1 10b - Boot 分区2 11b - 保留4:3BOOT_PARTITION_ACCESS选择当前访问的 Boot 分区仅在 BOOT_MODE 访问时生效00b - 用户分区 01b - Boot 分区1 10b - Boot 分区2 11b - 保留2:0BOOT_MODEBoot 访问模式选择000b - 普通数据模式 001b - 强制 Boot 010b - 备用 Boot 011b - 用户区 Boot 100b - 关机后 Boot 其他 - 保留
BOOT_CONFIG 的常见配置 如果你希望 eMMC 在上电后自动从 Boot 分区 1 启动并启用 BOOT_ACK可以设置
EXT_CSD[179] 0x48 // 0b01001000解释
BOOT_ACK 1启用 Boot ACKBOOT_PARTITION_ENABLE 01Boot 分区 1BOOT_PARTITION_ACCESS 00无 Boot 访问BOOT_MODE 000普通数据模式
如何修改 EXT_CSD[179] 在 u-boot中可以使用 mmc 工具进行查看和修改
读取 EXT_CSD 信息
mmc extcsd read /dev/mmcblk0修改 Boot 分区配置例如设置为 Boot 分区1
mmc bootpart enable 1 1 /dev/mmcblk0如果你是用 mmc 设备直接操作可以通过 mmc cmd6 命令修改 EXT_CSD[179]。
什么叫eMMC的 BOOT_ACK 响应
BOOT_ACKBoot Acknowledge启动确认是 eMMC 在 Boot 过程中提供的一个特殊的确认信号用于指示 eMMC 设备已进入 Boot 模式并准备好传输 Boot 数据了。
在 eMMC 设备的 EXT_CSD[179]BOOT_CONFIG寄存器的 第 7 位bit7 控制是否启用 BOOT_ACK 机制
BOOT_ACK 0默认 → 设备在 Boot 过程中不会发送 ACK 响应主机必须自己确定 eMMC 是否进入了 Boot 模式。BOOT_ACK 1 → eMMC 在 Boot 过程开始时会发送一个 ACK 响应通知主机 Boot 过程已启动。 BOOT_ACK 作用 确保 eMMC 进入 Boot 模式 在 BOOT_ACK 使能的情况下主机比如 BootROM 或 Bootloader可以通过检测 ACK 确保 eMMC 正确进入 Boot 模式。 提高 Boot 稳定性 某些平台在上电初始化时需要确保 eMMC 设备正确响应 Boot 过程否则可能会进入错误状态。 防止误读取数据 BOOT_ACK 使能后主机不会误将未准备好的数据当作 Boot 数据读取。 eMMC BOOT_ACK 过程 主机复位并发送 Boot 启动命令 发送 CMD0GO_IDLE_STATE并选择 Boot 模式。【关于 CMD0是怎么回事请看本篇博文后面内容(搜索“eMMC的命令详解”和“关于 eMMC的CMD0命令选择Boot 模式的工作流程的详解”)。】 eMMC 响应 BOOT_ACK如果启用 设备进入 Boot 状态后会返回 ACK通知主机已准备好发送 Boot 数据。 主机开始接收 Boot 数据 设备按照 Boot 配置传输 Boot 分区数据通常是 BOOT_PARTITION_1 或 BOOT_PARTITION_2。
在Linux系统下,如何读取EXT_CSD[179]的配置值
在 Linux 设备中可以查看 eMMC 的EXT_CSD[179]的配置值用下面的命令即可
mmc extcsd read /dev/mmcblk0 | grep BOOT_CONFIG你应该会看到 EXT_CSD[179] 配置例如
BOOT_CONFIG 0x48其中
0x48 0b01001000 BOOT_ACK 1使能 Boot ACKBOOT_PARTITION_ENABLE 01Boot 分区 1BOOT_PARTITION_ACCESS 00无手动访问
之前已经确认(搜索“ 如何查看Linux系统的eMMC的分区信息(设备节点信息)”)我的开发板的eMMC的设备节点名为mmcblk1所以对于我的开发板需要运行下面的命令
mmc extcsd read /dev/mmcblk1 | grep BOOT_CONFIG但运行结果如下 这说明在读取/dev/mmcblk1的配置信息中只搜索到一句话含有BOOT_CONFIG这个关键词这句话如下
Boot config protection [BOOT_CONFIG_PROT: 0x00]BOOT_CONFIG_PROT 是 Boot 配置保护的寄存器用于 保护 eMMC Boot 分区配置防止意外修改。0x00 说明 Boot 配置保护未启用你仍然可以修改 eMMC 的 Boot 分区配置。
也就是说没有出现我们期望的信息看来如何在Linux系统中获取EXT_CSD[179]的配置值还需要进一步研究 但这个问题并不是本篇博文的重点所以暂且把这个问题放在一边。 eMMC的哪些分区是不可调整的哪些是可以调整的
问eMMC的存储区域是出厂时就划分好的还是后来根据需要用工具或命令划分的
答
1. 出厂默认划分的区域
在 eMMC 出厂时制造商已经预先划分了以下区域
eMMC 区域出厂时状态Boot Partition 1预设大小如 4MB无法调整Boot Partition 2预设大小如 4MB无法调整RPMB Partition预设大小如 512KB无法调整User Data Area整个剩余容量可以重新分区General Purpose Partitions通用分区默认不存在需要手动创建 2. 后续可手动调整的部分
虽然 Boot 分区和 RPMB 分区的大小是固定的但用户可以使用工具或命令进行如下调整
划分用户数据区User Data Area → 用 fdisk、parted 等工具创建文件系统分区如 /dev/mmcblk0p1rootfs、/dev/mmcblk0p2data。创建通用分区General Purpose Partitions → 通过修改 eMMC 的 EXT_CSD 寄存器将一部分用户数据区转换为通用分区。转换部分用户数据区为增强型存储Enhanced User Data Area, SLC模式 → 提升可靠性但会减少容量。
eMMC的主要引脚功能介绍
eMMC嵌入式多媒体卡采用 BGA 封装不同版本的 eMMC 可能有不同的引脚定义。一般来说eMMC 主要使用 11 个信号引脚支持 1-bit、4-bit 和 8-bit 数据总线模式。 1. eMMC 主要引脚功能
eMMC 采用 BGA-153、BGA-169 或 BGA-100 封装以下是常见的引脚定义
引脚名称引脚编号描述VCC供电引脚核心电源通常为 3.3VVCCQ供电引脚I/O 电源1.8V 或 3.3V根据工作模式VSS / GND供电引脚地线CLKClock时钟信号由主机提供时钟最大 200MHzHS400 模式下可达 400MHzCMDCommand命令信号双向信号用于主机和 eMMC 之间传输命令和响应DAT0-DAT7Data数据线支持 1-bitDAT0、4-bitDAT0-DAT3、8-bitDAT0~DAT7 模式RST_nReset复位信号可选用于硬件复位DSData Strobe仅在 HS400 模式下使用提高数据同步精度NCNot Connected-保留未使用的引脚 2. 详细引脚说明
1电源相关
VCC核心电源通常为 3.3V部分低功耗 eMMC 可能支持 1.8V。VCCQI/O 电源 3.3V常见于旧版 eMMC 4.3 及以下1.8VeMMC 4.5 及以上低功耗模式 VSSGND地线必须连接到电源地。
2控制信号
CLK时钟信号 由主机提供用于同步数据传输。默认频率 0~26MHz高速模式可达 52MHzHS200/HS400 模式下可达 200MHz/400MHz。 CMD命令信号 由主机发送 eMMC 命令eMMC 也可在该引脚上返回响应双向。逻辑上属于 开漏/推挽驱动。 RST_n复位信号可选 低电平复位 eMMC部分 eMMC 可能不支持该引脚。
3数据传输
DAT0~DAT7数据线 DAT0用于 1-bit 模式。DAT0-DAT3用于 4-bit 模式。DAT0-DAT7用于 8-bit 模式通常用于 eMMC。具有 内部上拉在 空闲状态 下维持高电平。 DS数据选通信号HS400 模式专用 仅在 HS400 模式 下使用。作用主机用于数据同步。 3. eMMC 数据模式
模式使用的引脚速率1-bit 模式CLK、CMD、DAT0低速4-bit 模式CLK、CMD、DAT0-DAT3中速8-bit 模式CLK、CMD、DAT0-DAT7高速推荐
在 Linux/嵌入式系统中eMMC 通常采用 8-bit 模式以提高读写效率。 4. BGA-153 引脚排列示意图
典型的 BGA-15311x11封装 引脚示意 ____________________________| || DAT7 DAT6 DAT5 DAT4 | ← 数据线| VSS VCCQ CMD CLK | ← 控制 电源| DAT3 DAT2 DAT1 DAT0 | ← 数据线|____________________________|不同封装BGA-100、BGA-153、BGA-169的引脚排列可能有所不同但信号功能基本相同。
5.关于eMMC没有地址线的说明(eMMC如何进行寻址)
1. eMMC 为何没有地址线
在传统的并行存储器如 NOR Flash、SRAM中CPU 需要使用 地址线Address Bus 选择存储单元用 数据线Data Bus 进行读写。但 eMMC 采用 MMCMultiMediaCard协议使用 CMD 命令接口 进行数据寻址并通过 数据线DAT0-DAT7 传输数据因此 不需要单独的地址线。 2. eMMC 的寻址方式
eMMC 的寻址是基于 逻辑块地址LBA, Logical Block Addressing类似于硬盘SD 卡也是同样的方式。访问数据时
CPU 通过 CMD 发送读/写命令指定要访问的 LBA 地址。eMMC 内部的 Flash 控制器 解析 LBA 地址将其映射到 NAND Flash 物理地址。数据通过 DAT 线传输并由 eMMC 内部管理 ECC、磨损均衡等。
Linux 访问 eMMC 时通常把它当作块设备 /dev/mmcblk0通过 dd、fdisk 等工具进行分区和访问而不是像 SRAM 那样直接使用地址线访问 eMMC的命令详解
eMMC嵌入式多媒体卡遵循 MMCMultiMediaCard协议使用一套标准的 命令格式Command Format 来与主机如处理器或控制器进行通信。eMMC 的命令分为多种类型并采用 48-bit 或 136-bit 的格式。
1. eMMC 命令格式
eMMC 命令的基本格式如下
位名称说明47起始位Start Bit固定为 046传输方向Transmission Bit1 表示主机到设备0 表示设备到主机45:40命令索引Command Index6-bit 命令编号如 CMD0 为 00000039:8参数Argument32-bit 参数具体值因命令而异7:1CRC 校验CRC77-bit 循环冗余校验0结束位End Bit固定为 1
注意
该格式适用于 所有 48-bit 命令最常见。CMD2 例外它使用 136-bit 长响应返回 CID 号卡片标识。 2. eMMC 命令类型
1基本命令
命令名称描述CMD0GO_IDLE_STATE使 eMMC 进入空闲状态CMD1SEND_OP_COND发送 OCR操作条件寄存器检查 eMMC 是否准备好CMD2ALL_SEND_CID发送 eMMC 的唯一 ID 号CMD3SET_RELATIVE_ADDR设置 eMMC 的 RCA相对地址CMD6SWITCH切换 eMMC 的模式如改变工作电压CMD7SELECT/DESELECT_CARD选中或取消选中某张 eMMC 卡
2读/写命令
命令名称描述CMD8SEND_EXT_CSD读取 eMMC EXT_CSD扩展寄存器CMD9SEND_CSD读取 eMMC CSD卡片特性描述符CMD16SET_BLOCKLEN设置读写块大小CMD17READ_SINGLE_BLOCK读取单个块CMD18READ_MULTIPLE_BLOCK读取多个块CMD24WRITE_BLOCK写入单个块CMD25WRITE_MULTIPLE_BLOCK写入多个块
3数据传输命令
命令名称描述CMD12STOP_TRANSMISSION停止多块传输CMD13SEND_STATUS查询 eMMC 的状态CMD23SET_BLOCK_COUNT预设多块传输的块数 3. eMMC 响应格式
eMMC 响应有 6 种类型
R1正常响应包含 eMMC 状态R2CID/CSD 响应136-bit 长响应R3OCR 响应包含操作条件寄存器R4不常用R5不常用R6RCA 响应
例如
CMD2 返回 R2 响应136-bitCMD1 返回 R3 响应48-bitCMD13 返回 R1 响应48-bit 4. 数据传输格式
eMMC 读写数据时数据通过 单线1-bit、4-bit 或 8-bit 模式 进行传输通常格式如下
起始位数据块CRC 校验停止位
eMMC 允许 单块或多块传输多块传输可以提高读写效率。 5.小结
eMMC 采用 48-bit 标准命令格式有 Start Bit、Command Index、Argument、CRC7 和 End Bit。命令分为 初始化命令、数据传输命令、控制命令。不同命令返回 不同格式的响应R1、R2、R3等。数据传输支持 单块/多块模式使用 CMD17/18 进行读取CMD24/25 进行写入。
关于 eMMC的CMD0命令选择Boot 模式的工作流程的详解
上面一个目录已经详细介绍了eMMC的命令的相关知识在此基础上我们再来了解下CMD0命令对Boot模式的选择。
在 eMMC 设备的 Boot 过程 中主机Host例如 CPU 或 BootROM需要 复位 eMMC 并使其进入 Boot 模式这个过程通常通过 CMD0GO_IDLE_STATE实现。 1. CMD0GO_IDLE_STATE命令的作用
CMD0 是 eMMC 规范中的一个标准命令其作用是
让 eMMC 进入空闲Idle状态类似于软复位Software Reset。可以附带参数来指定 eMMC 的 启动模式Boot Mode。
在正常的数据模式下CMD0 的参数通常是 0x00000000表示让 eMMC 进入 Idle State空闲状态。 但在 Boot 过程中CMD0 可以使用特定参数使 eMMC 进入 Boot 模式 并准备传输 Boot 数据。 2. CMD0 选择 Boot 模式的参数
当系统启动时BootROM 或 Bootloader 需要告诉 eMMC 进入 Boot 模式。 这通常通过 CMD0 命令 带上特定参数 来完成。
CMD0 参数值含义0x00000000进入 空闲状态Idle State用于普通复位0xFFFFFFFA进入 Boot 操作模式Boot Operation Mode0xFFFFFFF1进入 备用 Boot 模式Alternative Boot Mode
其中0xFFFFFFFA 是 最常用的因为它会让 eMMC 从 BOOT_PARTITION_ENABLE 指定的 Boot 分区启动。【 BOOT_PARTITION_ENABLE 是在EXT_CSD[179]中配置的EXT_CSD[179]在前文已有详细介绍。】 3. 使用CMD0 进入 Boot 模式并启动u-boot的完整流程
步骤 1上电并初始化 eMMC
处理器上电后eMMC 仍然处于 Inactive State未激活状态不会立即工作。处理器需要复位 eMMC并配置 Boot 模式。
步骤 2发送 CMD0 0xFFFFFFFA 进入 Boot 模式
BootROM 发送CMD0 (0xFFFFFFFA)eMMC 进入 Boot 模式准备从 Boot 分区传输数据。
步骤 3eMMC 发送 BOOT_ACK可选 如果 BOOT_ACKEXT_CSD[179] Bit7被启用
eMMC 会发送一个 ACK 响应通知主机已准备好发送 Boot 数据。
步骤 4eMMC 传输 Boot 数据
eMMC 进入 Boot 传输模式并从 EXT_CSD[179]BOOT_CONFIG指定的 Boot 分区BOOT_PARTITION_1 或 BOOT_PARTITION_2发送 Boot 代码通常是 Bootloader。这个传输过程是 单向的eMMC 只负责发送主机通过 低速模式默认 26MHz 读取 Boot 数据。
步骤 5主机加载 Boot 代码
BootROM 读取 eMMC 传输的 Boot 数据如 u-boot。如果数据有效BootROM 跳转到 Boot 代码继续启动操作系统。 常用的eMMC配置修改工具有哪些
① u-boot可以修改eMMC的配置。 ② Linux系统也可以修改eMMC的配置。 ③ 注意百问网基于NXP提供的uuu工具搞出的烧写工具在进行烧写准备前也可能去修改eMMC的配置。百问网提供的烧写工具的详细介绍见 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145653414 其实这个烧写工具本质上也是使用的u-boot详情见 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145985144
Linux系统中如何管理eMMC分区
① 查看eMMC信息
cat /sys/class/mmc_host/mmc0/mmc0:0001/ext_csd对于我的开发板而言mmc的序号值为1但是下面这个目录:
/sys/class/mmc_host/mmc1/mmc1:0001中只有csd文件没有ext_csd文件如下图所示 可见如需在Linux下查看我的开发板的eMMC的ext_csd信息还需要作进一步研究这并不是本篇博文的重点所以暂且不作进一步研究。
② 访问Boot分区
# 读取Boot分区
dd if/dev/mmcblk0boot0 ofboot.img bs1M# 写入Boot分区需启用写入
echo 0 /sys/block/mmcblk0boot0/force_ro
dd ifu-boot.img of/dev/mmcblk0boot0 bs1M③ 格式化User Data分区
mkfs.ext4 /dev/mmcblk0p1④如何查看eMMC的分区信息(设备节点信息)
请在本博文中搜索关键词“以下命令查看eMMC的分区信息”查看相关内容。
⑤在Linux系统下,如何读取EXT_CSD[179]的配置值
详情请搜索在本篇博文中搜索关键词“在Linux系统下,如何读取EXT_CSD[179]的配置值”
扩展阅读
Fastboot(FB)协议介绍
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145985144
百问网在uuu工具的基础上开发出的烧写工具的介绍
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145653414
Bootloader的三个阶段详解(BootROM、SPL、U-Boot)
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145999721
SPL和U-Boot合成镜像u-boot-dtb.imx时需要作填充数据处理
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145999721
