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eMMC存储器详解(存储区域结构、EXT_CSD[179]、各分区介绍、主要引脚、命令格式与类型等)

news 2025/7/26 15:04:45

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

eMMC（Embedded MultiMediaCard）是一种嵌入式存储设备，符合JEDEC（Joint 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 if=uboot.img of=/dev/mmcblkXboot0）写入。
- 不能用于普通数据存储。

2. RPMB（Replay 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 1	`boot0`	1
Boot Partition 2	`boot1`	2
User Data Area（主存储区）	`userdata` 或 `mmcblk0`	0

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：
在这里插入图片描述
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 1
Boot Partition 2	`/dev/mmcblk0boot1`	引导分区 2
RPMB 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：
在这里插入图片描述
我的开发板运行命令cat /proc/partitions的结果如下：

[root@imx6ull:~]# 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：
mmcblk1：3817472KB = 3728MB ≈ 3.6GB
mmcblk1p1：512000KB = 500MB ≈ 0.48GB
mmcblk1p2：1048576KB = 1024MB ≈ 1 GB
mmcblk1p3：10240KB = 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：
在这里插入图片描述
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：

[root@imx6ull:~]# 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 doesn't 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 doesn't 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 doesn't 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 doesn't 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 doesn't contain a valid partition tablefdisk: can't 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_CONFIG（EXT_CSD[179]）的位定义：

位范围	名称	说明
7	`BOOT_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】
6:5	`BOOT_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
4:3	`BOOT_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
2:0	`BOOT_MODE`	Boot 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 ACK）
BOOT_PARTITION_ENABLE = 01（Boot 分区 1）
BOOT_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_ACK（Boot 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 CMD0（GO_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 ACK）
- BOOT_PARTITION_ENABLE = 01（Boot 分区 1）
- BOOT_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：
在这里插入图片描述
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/mmcblk0p1（rootfs）、/dev/mmcblk0p2（data）。
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 3.3V）
VCCQ	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
CLK（Clock）	时钟信号	由主机提供时钟（最大 200MHz，HS400 模式下可达 400MHz）
CMD（Command）	命令信号	双向信号，用于主机和 eMMC 之间传输命令和响应
DAT0-DAT7（Data）	数据线	支持 1-bit（DAT0）、4-bit（DAT0-DAT3）、8-bit（DAT0~DAT7）模式
RST_n（Reset）	复位信号	可选，用于硬件复位
DS（Data Strobe）	仅在 HS400 模式下使用	提高数据同步精度
NC（Not 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。
VCCQ（I/O 电源）：
- 3.3V（常见于旧版 eMMC 4.3 及以下）
- 1.8V（eMMC 4.5 及以上，低功耗模式）
VSS（GND）：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 52MHz，HS200/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-153（11x11）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 MMC（MultiMediaCard）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 MMC（MultiMediaCard）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 `0`
46	传输方向（Transmission Bit）	`1` 表示主机到设备，`0` 表示设备到主机
45:40	命令索引（Command Index）	6-bit 命令编号，如 `CMD0` 为 `000000`
39:8	参数（Argument）	32-bit 参数，具体值因命令而异
7:1	CRC 校验（CRC7）	7-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
`CMD0`	GO_IDLE_STATE	使 eMMC 进入空闲状态
`CMD1`	SEND_OP_COND	发送 OCR（操作条件寄存器），检查 eMMC 是否准备好
`CMD2`	ALL_SEND_CID	发送 eMMC 的唯一 ID 号
`CMD3`	SET_RELATIVE_ADDR	设置 eMMC 的 RCA（相对地址）
`CMD6`	SWITCH	切换 eMMC 的模式（如改变工作电压）
`CMD7`	SELECT/DESELECT_CARD	选中或取消选中某张 eMMC 卡

（2）读/写命令

命令	名称	描述
`CMD8`	SEND_EXT_CSD	读取 eMMC `EXT_CSD`（扩展寄存器）
`CMD9`	SEND_CSD	读取 eMMC `CSD`（卡片特性描述符）
`CMD16`	SET_BLOCKLEN	设置读写块大小
`CMD17`	READ_SINGLE_BLOCK	读取单个块
`CMD18`	READ_MULTIPLE_BLOCK	读取多个块
`CMD24`	WRITE_BLOCK	写入单个块
`CMD25`	WRITE_MULTIPLE_BLOCK	写入多个块

（3）数据传输命令

命令	名称	描述
`CMD12`	STOP_TRANSMISSION	停止多块传输
`CMD13`	SEND_STATUS	查询 eMMC 的状态
`CMD23`	SET_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
R2（CID/CSD 响应）：136-bit 长响应
R3（OCR 响应）：包含操作条件寄存器
R4（不常用）
R5（不常用）
R6（RCA 响应）

例如：

CMD2 返回 R2 响应（136-bit）
CMD1 返回 R3 响应（48-bit）
CMD13 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 CMD0（GO_IDLE_STATE）实现。

1. `CMD0`（GO_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 Mode）
`0xFFFFFFF1`	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 3：eMMC 发送 BOOT_ACK（可选）
如果 BOOT_ACK（EXT_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 4：eMMC 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：
在这里插入图片描述
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 of=boot.img bs=1M# 写入Boot分区（需启用写入）
echo 0 > /sys/block/mmcblk0boot0/force_ro
dd if=u-boot.img of=/dev/mmcblk0boot0 bs=1M

③ 格式化User Data分区

mkfs.ext4 /dev/mmcblk0p1

④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