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、u-boot对eMMC的管理等)
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
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技术标准是由JEDEC协会制定的【附PDF文档】
**eMMC（Embedded MultiMediaCard）**的标准是由 **JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council，固态技术协会）**制定的。JEDEC 负责定义 eMMC 规范，包括数据传输模式、引脚定义、命令集、存储管理等。
目前常见的 eMMC 规范版本包括：
- eMMC 4.41（2009年）
- eMMC 4.5（2011年）
- eMMC 5.0（2013年）
- eMMC 5.1（2015年，目前常用）
最新的 eMMC 5.1 版本提供更高的读写速度、命令队列（CMDQ）、高优先级数据处理等功能。虽然 eMMC 仍然广泛用于嵌入式设备，但 UFS（Universal Flash Storage）正在逐步取代它，特别是在高端设备中。
JEDEC的官网如下：
https://www.jedec.org/
官网上关于eMMC 5.1 标准的PDF文档下载地址如下：
https://www.jedec.org/sites/default/files/docs/JESD84-B51.pdf
不过如果要下载的话先要注册，所以我就在另外的地方下载了eMMC 5.1 标准的PDF说明文档——JESD84-B51.pdf，这个文件的百度网盘下载地址如下：
https://pan.baidu.com/s/1G3VGY2-4uaynq8Fqvw9saA?pwd=vxj6
当出现人工智能的回答前后矛盾或与第三方资料不一致时，以JEDEC协会制定的技术标准为准。
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。当系统上电复位后，SoC（处理器）内部的 ROM Code（BootROM） 会检测 eMMC 设备，并尝试从 Boot 分区 读取 Bootloader。
- 特点：
- eMMC通常提供两个Boot分区（
Boot Partition 1和Boot Partition 2）。 - 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。
- eMMC通常提供两个Boot分区（
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分区示意图与相关说明
eMMC分区示意图
+----------------------+ 0x00000000
| Boot Partition 1 | (大小固定，如4MB)
+----------------------+
| Boot Partition 2 | (大小固定，如4MB)
+----------------------+
| 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 Area | (最大存储区域)
+----------------------+ 0xFFFFFFFF
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：
各种情况下的分区编号和名字问题
这个问题很重要，所以我专门另写了一篇博文，详情见
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146088727
这个问题很重要，所以我专门另写了一篇博文，详情见
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146088727
eMMC启动过程的两个阶段
读下面的内容的时候会涉及到EXT_CSD[179] 这个重要的配置寄存器字节，下个目录正是对EXT_CSD[179] 的介绍。
eMMC 启动过程通常分为两个阶段：
1. Boot 读取阶段（ROM Code 加载 Bootloader）
- 触发方式：当系统上电复位后，SoC（处理器）内部的 ROM Code（BootROM） 会检测 eMMC 设备，并尝试从 Boot 分区 读取 Bootloader。
- 数据来源：由
EXT_CSD[179](BOOT_PARTITION_ENABLE) 决定，可能是：- Boot 分区 1
- Boot 分区 2
- User Area（少见）
- 数据传输模式：
- 普通模式（默认）：SoC 使用 eMMC 标准读命令（如
CMD17）。 - 快速启动模式（eMMC 4.4+ 支持）：eMMC 直接将 Boot 分区数据发送到 SoC，无需主机发送额外的读命令。
- 普通模式（默认）：SoC 使用 eMMC 标准读命令（如
- Boot Acknowledge（可选）：如果
EXT_CSD[179].BOOT_ACK=1，eMMC 会在 Boot 过程中发送确认信号。
2. 正常数据操作阶段（OS 加载并运行）
- Bootloader 运行后，它会进一步初始化硬件，并从 eMMC 加载 OS（如u-boot 或 Linux）。
- 访问数据区域：操作系统通过标准 eMMC 命令访问 User Area 或 其他分区，此时访问的数据分区称为叫当前访问分区(也称为叫“当前活动分区”)。
- 分区切换：
PARTITION_ACCESS（EXT_CSD[179] 低 3 位）控制当前访问的分区(当前活动分区)为哪个分区。- 默认 OS 访问 User Area（
PARTITION_ACCESS=0x0）。 - 若 OS 需要访问 Boot 分区或 RPMB，则需修改
EXT_CSD[179]的PARTITION_ACCESS字段。
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）寄存器的各字段解析
chatgpt、deepseek、文心一言对EXT_CSD[179]各字段的解释都不准确或是错的，所以直接查看“eMMC-5.1的技术标准的说明文档(JESD84-B51.pdf)”，这个文档的百度网盘下载地址如下：
https://pan.baidu.com/s/1G3VGY2-4uaynq8Fqvw9saA?pwd=vxj6
文档的224页有对 EXT_CSD[179]各字段的详细解释，如下：
Bit 7: Reserved
Bit 6: BOOT_ACK (R/W/E)
0x0 : No boot acknowledge sent (default)
0x1 : Boot acknowledge sent during boot operation Bit
Bit[5:3] : BOOT_PARTITION_ENABLE (R/W/E)
User selects boot data that will be sent to master
0x0 : Device not boot enabled (default)
0x1 : Boot partition 1 enabled for boot
0x2 : Boot partition 2 enabled for boot
0x3–0x6 : Reserved
0x7 : User area enabled for boot
Bit[2:0] : PARTITION_ACCESS (before BOOT_PARTITION_ACCESS, R/W/E_P)
User selects partitions to access
0x0 : No access to boot partition (default)
0x1 : R/W boot partition 1
0x2 : R/W boot partition 2
0x3 : R/W Replay Protected Memory Block (RPMB)
0x4 : Access to General Purpose partition 1
0x5 : Access to General Purpose partition 2
0x6 : Access to General Purpose partition 3
0x7 : Access to General Purpose partition 4
根据以上说明对EXT_CSD[179]详细介绍如下：
EXT_CSD[179]（PARTITION_CONFIG）是 eMMC 设备的 扩展 CSD（Extended CSD）寄存器中的一个字节，主要用于配置 启动（Boot） 相关设置和 分区访问控制。它的各字段含义如下：
字段解析
| Bit 位 | 字段名称 | 属性 | 描述 |
|---|---|---|---|
| Bit 7 | Reserved | - | 保留位，未使用，写配置值时这一位写为0即可 |
| Bit 6 | BOOT_ACK | R/W/E | 设置是否在启动时发送 Boot Acknowledge信号 |
| 0x0：不发送 Boot Acknowledge（默认） | |||
| 0x1：启动时 eMMC 发送 Boot Acknowledge信号 | |||
| Bit [5:3] | BOOT_PARTITION_ENABLE | R/W/E | 选择哪个 Boot 分区作为启动数据源 |
| 0x0：设备未启用 Boot（默认） | |||
| 0x1：Boot 分区 1 作为启动数据 | |||
| 0x2：Boot 分区 2 作为启动数据 | |||
| 0x3–0x6：保留 | |||
| 0x7：User Area（用户区）作为启动数据 | |||
| Bit [2:0] | PARTITION_ACCESS | R/W/E_P | 选择当前访问(当前活动)的 eMMC 分区 |
| 0x0：不访问 Boot 分区（默认）（即默认情况下访问的是普通用户数据区） | |||
| 0x1：访问 Boot 分区 1（可读写） | |||
| 0x2：访问 Boot 分区 2（可读写） | |||
| 0x3：访问 RPMB（Replay Protected Memory Block） | |||
| 0x4：访问通用分区 1（General Purpose Partition 1） | |||
| 0x5：访问通用分区 2 | |||
| 0x6：访问通用分区 3 | |||
| 0x7：访问通用分区 4 |
字段说明
-
BOOT_ACK（Bit 6）
- 用于控制 eMMC 在 启动阶段（Boot Operation） 是否发送 Boot Acknowledge（ACK） 信号。
- 设为
1时，eMMC 会在 Boot 过程中发送一个确认信号给主机，以指示 Boot 过程的开始。 - 设为
0（默认）时，不发送 ACK。
-
BOOT_PARTITION_ENABLE（Bit 5:3）
- 选择哪个分区作为Boot 分区。当系统上电复位后，SoC（处理器）内部的 ROM Code（BootROM） 会检测 eMMC 设备，并尝试从 Boot 分区 读取 Bootloader。
- eMMC 设备通常具有两个 Boot 分区（Boot Partition 1 和 Boot Partition 2）。
- 可以选择使用 Boot 分区 1、Boot 分区 2，或者直接从 User Area（用户区） 启动。
-
PARTITION_ACCESS（Bit 2:0）
- 控制当前访问的 eMMC 分区(即哪个分区作为前活动分区)。本博文前面我已经介绍了eMMC启动的两个阶段（请务必去看下前面的内容再看这里），这个
PARTITION_ACCESS字段实际上就是控制当eMMC 进入了正常数据操作阶段后当前活动的分区是哪个。比如当u-boot或Linux启动后，到底是对eMMC的哪个分区进行操作？到底是从eMMC的哪个分区读取数据？就由这个PARTITION_ACCESS的值来决定。 - 默认值
0x0表示访问标准的 User Area（普通用户数据区）。 - 可以切换到 Boot 分区 1 或 Boot 分区 2 进行读写。
0x3选择 RPMB（Replay Protected Memory Block），该区域常用于存储受保护的数据，比如安全密钥。0x4到0x7允许访问 General Purpose（GP） 分区，这些分区可用于自定义用途。
- 控制当前访问的 eMMC 分区(即哪个分区作为前活动分区)。本博文前面我已经介绍了eMMC启动的两个阶段（请务必去看下前面的内容再看这里），这个
应用示例
假设我们需要：
- 从 Boot 分区 1 启动
- 启用 Boot Acknowledge
- 当前准备访问 Boot 分区 1 进行数据操作
那么 EXT_CSD[179] 的值应设置为：
BOOT_ACK = 1 (Bit 6 = 1)
BOOT_PARTITION_ENABLE = 0x1 (Bit [5:3] = 001)
PARTITION_ACCESS = 0x1 (Bit [2:0] = 001)
即：
0b 0100 1001 (0x49)
小结EXT_CSD[179]（PARTITION_CONFIG） 主要用于：
- 选择是否发送 Boot Acknowledge（Bit 6）。
- 选择哪个 Boot 分区作为启动数据来源（Bit 5:3）。
- 选择当前访问的分区（Bit 2:0）。
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。
- 在
-
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”)。】
- 发送
-
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。
- 设备进入 Boot 状态后，会返回
-
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）。
- 设备按照 Boot 配置传输 Boot 分区数据（通常是
在 u-boot中如何查看和修改 EXT_CSD[179]的配置情况
详情见下面这篇博文
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146016551
搜索关键词“利用MMC子系统查看…”
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 = 0b01001000BOOT_ACK = 1（使能 Boot ACK）BOOT_PARTITION_ENABLE = 01（Boot 分区 1）BOOT_PARTITION_ACCESS = 00（无手动访问）
通过博文 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146088727可以知道，我的开发板的eMMC的User Area区在Linux系统中对应的设备节点名为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：
- 用户数据区（User Area）划分逻辑分区 → 用
fdisk、parted等工具对User Area区划分逻辑分区，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
u-boot对eMMC的管理
u-boot对eMMC管理的两个功能块
u-boot中有两个功能块对MMC(eMMC/SD)设备进行管理。
其中一个是fastboot、另一个是 MMC sub system(MMC子系统)。
fastboot主要是实现烧写数据的功能，而MMC子系统则拥有完整的命令集对MMC(eMMC/SD)设备进行管理.
fastboot也会调用MMC sub system的命令来实现其功能。关于这一点，详见我的另一篇博文 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146012950【搜索“Fastboot 的PC端可利用FB”】
关于fastboot的介绍，请见我的另一篇博文 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145985144
关于MMC sub system的介绍，请见我的另一篇博文：
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146016551
如何在u-boot中查看或修改eMMC的EXT_CSD[179]配置信息
详情见我的另一篇博文：
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146016551
Linux系统中如何管理eMMC
查看eMMC的配置寄存器的信息
cat /sys/class/mmc_host/mmc0/mmc0:0001/ext_csd
对于我的开发板而言，eMMC设备的编号值为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。
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
烧写u-boot的镜像文件到Boot partition 1或Boot partition 2
嵌入式Linux应用开发完全手册V5.2_IMX6ULL_Pro开发板.pdf的第142页的截图如下：
如何查看eMMC的分区信息(设备文件名字、大小等)
这个问题在博文 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146088727 中进行了介绍，详情请在博文 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146088727 中搜索关键词“在Linux中的分区名字和编号问题”。
注意：这个内容比较重要，因为这涉及到u-boot传递给内核的环境变量bootargs的设置，环境变量bootargs会告诉内核根文件系统挂载在eMMC的当前活动分区(通常为User Area区)的哪个逻辑分区，怎么告诉，就通过逻辑分区名。详情见我的另一篇博文 https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146051313 【搜索“用户数据区的逻辑分区的第2个分区”】
查看某个分区的文件系统类型
假设User Data分区的某个逻辑分区的名字为mmcblk1p2，则可用下面的命令查看它的文件系统类型：
blkid /dev/mmcblk1p2
运行结果如下：
可见，逻辑分区mmcblk1p2的文件系统类型是“ext4”类型。
格式化User Data分区
假设User Data分区的某个逻辑分区的名字为mmcblk1p2，则可用下面的命令对它进行格式化操作。
mkfs.ext4 /dev/mmcblk1p2
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
u-boot中的Fastboot(FB)协议介绍
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/145985144
u-boot中的MMC子系统介绍
https://blog.csdn.net/wenhao_ir/article/details/146016551
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
关于eMMC存储器在各种情况下的分区编号和名字的问题
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