自從告別功能機時代，智能手機、平板電腦等各類終端產(chǎn)品持續(xù)走熱，存儲器件作為智能硬件設(shè)備的關(guān)鍵元器件，也伴隨市場需求不斷演進迭代，存儲器件存在于智能手機中的形態(tài)也與時俱進著。智能手機與平板電腦等移動設(shè)備蓬勃發(fā)展，任何一個部件都有可能影響到手機的整體性能和體驗，處理器、內(nèi)存、閃存、屏幕等等。相較于處理器芯片，存儲性能這些年在智能手機上的重要性也開始逐漸凸顯，隨著處理器性能的提升以及手游的畫面質(zhì)量的提高，存儲設(shè)備的帶寬漸顯重要。

此外，隨著消費者的差異化需求，同類不同配置設(shè)備的兼容性問題日趨重要，于是出現(xiàn)了以eMMC(嵌入式多媒體存儲卡)和UFS(通用閃存存儲)為代表的新型存儲器，解決了以往采用NAND FLASH作為存儲介質(zhì)時在讀寫控制、壞快管理、系統(tǒng)升級與維護方面的巨大成本缺降。eMMC將NAND FLASH和NAND FLASH控制器與標準接口封裝到一起，對外采用8bits的標準并行接口，在2018年之前非常廣泛應用于智能手機、平板、相機等消費電子產(chǎn)品中。UFS則是繼eMMC后的新一代通用閃存標準，采用高速串行通信的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速度相對與eMMC，有了進一步的提高， 2017年也開始在智能手機等領(lǐng)的使用，到如今已經(jīng)智能手機閃存市場幾乎已經(jīng)是UFS的天下，eMMC 份額逐年減少，目前只有少部分低端機使用。

eMMC和UFS都是手機、平板、存儲卡等常用的閃存規(guī)格，都是面向移動端 Flash 的標準，二者的接口技術(shù)大相徑庭。

eMMC 依托 MMC標準，沿用了 8 bit 的并行接口，采用八個通道傳輸數(shù)據(jù)，半雙工模式，儲存時不能讀取，eMMC ?5.1標準理論最高值最高可以達到400 MB/s。UFS用高速串行接口取代了并行接口，采用全雙工模式，可以讀寫同時進行，每個通道的傳輸數(shù)據(jù)效率和帶寬都遠高于emmc，目前智能手機的應用已經(jīng)進入UFS3.0。圖一所示，為UFS與eMMC 讀取速度、帶寬等的比較。

隨著技術(shù)的發(fā)展日臻成熟，移動設(shè)備得以衍生出不同等級的產(chǎn)品，以貼合不同消費者的需求， CPU有低中高端之分，內(nèi)存也有所謂內(nèi)存階層的概念，不同價位的消費電子產(chǎn)品，要讓儲存容量、運算速度、單位價格等相異的多種內(nèi)存妥善分配，達到最大經(jīng)濟效益。

隨著移動設(shè)備基礎(chǔ)性能的提升，更有發(fā)展?jié)摿Φ腢FS閃存顯然比eMMC閃存更加適合移動設(shè)備，也更加符合移動設(shè)備的發(fā)展進程，智能手機的發(fā)展中，所配置的閃存逐漸從eMMC 有絕對優(yōu)勢占主導地位變?yōu)榱薝FS主宰中高端市場。就價格而言，Emmc一般用于低端手機，UFS用于高端旗艦手機。目前，UFS 3.0 在高端旗艦機站穩(wěn)腳跟，UFS 2.1逐漸向千元機下沉，eMMC 在手機市場的份額被擠壓得越來越小。但是， eMMC設(shè)計的目標應用是對存儲容量有較高要求的消費電子產(chǎn)品，可以逐漸轉(zhuǎn)身面向智慧屏、平板電腦、攝像機、樓宇安防，廣闊的市場大有作為，在如錄音筆、光貓、機頂盒、AR/VR、智能手表、汽車導航、智能后視鏡、游戲機等領(lǐng)域甚至更吃香，它的特點和性價比決定了它暫時并不會退出歷史舞臺。

在汽車電子中，無論傳統(tǒng)燃油汽車還是新能源汽車，虛擬儀表盤的設(shè)計只會越來越高要求，隨著新能源汽車的推動和汽車更新?lián)Q代的要求，eMMC 同樣有不小的市場需求。而在平板市場，對于反應速率的要求遠沒有手機那么高，在未來的一到兩年，eMMC 還將見于正常的平板硬件配置當中。

此外，隨著新基建的布局，與中國目前4000萬4G基站相比，目前的5G基站建設(shè)數(shù)量遠遠達不到大規(guī)模普及5G手機的要求，三大運營商需要采購大量eMMC芯片，進行5G基站建設(shè)，故而eMMC 在5G建設(shè)中有不小的市場份額。

隨著新農(nóng)村建設(shè)的逐年逐步推進，安防市場在eMMC?的需求仍然穩(wěn)定，而5G的普及之下，智慧樓宇的改造項目將會越來越多，被手機市場排擠eMMC 在此會重新煥發(fā)生機。

圖 3?eMMC?在智能家居的應用

智能家居市場在逐年擴大，目標只有一個——用戶體驗，智慧屏在家居升級中將運用得越來越多，用戶體驗極為重要，其中eMMC 的使用將為其性能提升做出不小的貢獻。如圖三所示，智能家居的應用場景高度成熟化與靈敏化，離不開eMMC 的參與，其中的網(wǎng)關(guān)更是必然。

eMMC 市場運用廣泛，是科技發(fā)展的結(jié)果，也是人對交互性產(chǎn)品的用戶體驗要求不斷提高的必然結(jié)果。

eMMC 登上歷史舞臺，源于智能手機不同配置相似設(shè)計的要求，源于更新?lián)Q代的設(shè)計壓力。在eMMC 出現(xiàn)之前，手機的內(nèi)置存儲主要靠單一的Nand Flash。如圖4所示?，與eMMC 相比：Nand Flash的接口和時序不標準。NandFlash其實是一個品類而不是一個固定產(chǎn)品，各個廠家的產(chǎn)品并不能直接通用。

Nand Flash的引腳太多，體積大。所以Nand芯片不能用在對體積要求很高的小型產(chǎn)品上，這極大限制了Nand的直接使用。Nand Flash的容量不能靈活控制。用同一家廠商的Nand芯片，不同容量引腳接口和封裝等也能不同，同系列產(chǎn)品不同容量，設(shè)計與生產(chǎn)較為麻煩。?Nand Flash有壞塊，于是人們就發(fā)明了壞塊管理技術(shù)，去標記壞塊避開使用。

Nand Flash 需要ECC（錯誤校驗）。有時候一些塊中的某些特定位就是會在隔了一段時間去讀取時發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，這里原來存進去是1結(jié)果讀出來是0了。解決辦法就是ECC，我們寫入時先用算法計算得到數(shù)據(jù)的ECC值，把ECC值和塊內(nèi)數(shù)據(jù)一起存入Nand中。待讀出時也是把塊內(nèi)數(shù)據(jù)和ECC一起讀出，然后再用相同的算法計算塊內(nèi)數(shù)據(jù)的ECC，和讀出的ECC進行比較，如果相同就認為數(shù)據(jù)未發(fā)生任何反轉(zhuǎn)。壞塊管理和ECC，都需要配置額外的CPU幫助使用Nand Flash。

鑒于以上問題，為Nand Flash在移動設(shè)備中的應用造成了阻力，于是eMMC登場。eMMC的出現(xiàn)，解決了NAND FLASH的開發(fā)缺陷，eMMC將NAND FLASH和NAND FLASH控制器與標接口封裝到一個BGA封裝的芯片中， eMMC控制器負責對FLASH完成壞塊管理、ECC校驗、擦寫均衡等操作，同時對外采用統(tǒng)一的接口和標準的規(guī)范，?便于產(chǎn)品的二次開發(fā)，具有兼容性好，容易升級等優(yōu)勢。標準體現(xiàn)在至少三個方面：物理封裝、硬件電平和腳位、軟件時序。所以所有的EMMC芯片，在既定封裝下，無論廠家和容量，都可以直接替換使用，方便采購，方便替換，所以極大降低了產(chǎn)品設(shè)計和備貨上的難度，極大降低了成本。如圖5是eMMC 的結(jié)構(gòu)框圖。

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eMMC最大優(yōu)點加快了新產(chǎn)品的更新速度，減少了研發(fā)成本，縮短了新產(chǎn)品的研發(fā)周期。eMMC是針對智能型手機所設(shè)計的內(nèi)嵌式存儲器規(guī)格，是外接式記憶卡MMC的延伸， eMMC之后也擴散至平板計算機(Tablet PC)應用領(lǐng)域。

1、BOOT1&BOOT2 ROM

此分區(qū)的主要作用是支持emmc啟動系統(tǒng)而設(shè)計的。該分區(qū)的數(shù)據(jù)，在EMMC上電后，可以通過很簡單的協(xié)議讀取出來，同時在各個platform中都可以支持將ROM代碼在上電之后，將EMMC BOOT分區(qū)的內(nèi)容加載到SOC內(nèi)部的SRAM中執(zhí)行。

2、RPMB partition

RPMB 是 Replay Protected Memory Block 的簡稱，它通過 HMAC SHA-256 和 Write Counter 來保證保存在 RPMB 內(nèi)部的數(shù)據(jù)不被非法篡改。在實際的應用中，RPMB分區(qū)通常用來保存安全相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如指紋數(shù)據(jù)、安全支付相關(guān)的秘鑰等。

3、General Purpose Partition 1～4

此區(qū)域則主要用于存儲系統(tǒng)或者用戶數(shù)據(jù)。General Purpose Partition 在芯片出廠后需要主動進行配置后，才會存在。

4、User Data Area

此區(qū)域則主要用于存儲系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)。UDA分區(qū)通常會進行更加細致的劃分，在安卓系統(tǒng)中，通常會在此區(qū)域中分出BOOT/system/userdata等分區(qū)。

MMC技術(shù)上比Nand好，但是也確實比Nand便宜。EMMC便宜的一大原因就是因為標準化。標準就可以大規(guī)模生產(chǎn)，大規(guī)模流通，大規(guī)模壓貨，大規(guī)模使用。EMMC便宜的另一大原因是內(nèi)部使用MLC而不是SLC。相同容量的MLC 比SLC便宜，但是?更容量出現(xiàn)壞塊和翻轉(zhuǎn)，所以廣泛使用的Nand還都是SLC的，直接使用MLC Nand時，NAND CONTRAL成本較高，而EMMC解決了這個問題，內(nèi)置的控制器很好的管理了MLC Nand，因此可以做到容量很大、使用簡單，還便宜。

作為非易失性存儲器市場的領(lǐng)導者，Macronix推出了一系列e?MMC?存儲器，以滿足高容量存儲和高可靠性應用的需求。Macronix公司在閃存設(shè)計和管理方面的多年經(jīng)驗與其先進的NAND閃存制造技術(shù)相結(jié)合，使該類型產(chǎn)品至臻優(yōu)秀。

憑借在嵌入式解決方案方面的豐富經(jīng)驗，Macronix能夠開發(fā)優(yōu)化的管理固件，以提供更長的產(chǎn)品壽命和健壯的數(shù)據(jù)完整性。該托管閃存解決方案優(yōu)化了內(nèi)存映射、壞塊管理、損耗均衡和錯誤糾正技術(shù)，以滿足設(shè)計者對更高可靠性的要求。面對苛刻的應用程序環(huán)境的挑戰(zhàn)，Macronix的e?MMC?內(nèi)存可以幫助設(shè)計者提高系統(tǒng)可用性和減少維護工作。

Macronix集成其MLC NAND閃存和控制器、標準接口于一個1x10mm BGA中。旺宏的eMMC 采用MMC?5.1標準接口，支持e?MMC?5.1標準的高級功能?？偩€寬度為x1 / x4/x8，?具有高速(SDR、DDR)、HS200和HS400模式，數(shù)據(jù)傳輸速度高達400 MB/ S，有1GB/2GB/4GB/8GB的存儲容量提供，都采用153-FBGA(11x10)封裝，自帶掉電保護。無論容量大小，幾乎都可以達到9MB/S的寫入速度。?

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