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嵌入式多媒體卡eMMC存儲芯片被廣泛地應用在手機、平板電腦、GPS終端、電子書和其他應用微處理器的消費電子設備和工業物聯網設備中。

在將eMMC芯片集成到電路設計中時經常會出現各種問題。信號的一致性測試可以幫助用戶調試eMMC存儲接口的信號完整性問題。本文由啟威測實驗室小編整理有關嵌入式多媒體卡eMMC芯片基礎知識及eMMC信號完整性量測案例。

01 eMMC基礎知識：

接口名稱：eMMC

英文全稱：embedded MultimediaCard

中文：嵌入式多媒體卡

標準維護和制定：JEDEC & MultimediaCard Association（MMCA，多媒體卡協會）

核心成員：JEDEC SOLID STATE TECHNOLOGY ASSOCIATION 固態存儲技術協會

網址：www.jedec.org

當前規范：JESD84-B51

最新版本：V5.1

生效時間：2015年2月

下一版本：TBD

說明：eMMC封裝在JESD21C標準中已有定義。

包括三種BGA封裝規格： 11.5mm x 13mm x 1.3mm、12mm x 16mm x 1.4mm、12mm x 18mm x 1.4mm；

注：自V4.3版本開始，SPI模式被移除了，即不再支持SPI模式了。

圖1 eMMC 的整體架構

02 eMMC芯片信號完整性量測案例：

2.1 測試設備

No.	Equipment	Model
1	Oscilloscope	Tektronix TDS7704B
2	Testscope	P7240& P7330

2.2 測試結果

No	Test Item	TestResult
1	ClockSignal	Pass
2	InputSignal	Pass
3	OutputSignal	Pass

2.3 EMMC 信號波形圖及各信號測試結果

1) Signal Integrity—Clock Signal

測試信號	測試項目	規格(最小值)	規格(最大值)	單位	測試值	測試結果
CLOCK	tPERIOD	5	-	ns	19.96	Pass
	tTLH	-	0.2*tPERIOD	ns	0.5498	Pass
	tTHL	-	0.2*tPERIOD	ns	0.5887	Pass
	Duty Cycle	30	70	%	49.76~50.24	Pass
	VIH	0.625 * VCCQ	VCCQ + 0.3	V	3.182	Pass
	VIL	VSS - 0.3	0.25*VCCQ	V	-0.01	Pass
	Overshoot	-	-	%	3.328	Pass
	Undershoot	-	-	%	5.243	Pass

2) Signal Integrity—Input Signal

測試信號	測試項目	規格(最小值)	規格(最大值)	單位	測試值	測試結果
Input CMD	tISU	1.4	-	ns	4.913	Pass
	tIH	0.8	-	ns	14.79	Pass
	VIH	0.625 * VCCQ	VCCQ + 0.3	V	3.284	Pass
	VIL	VSS - 0.3	0.25*VCCQ	V	-0.028	Pass
	Overshoot	-	-	%	6.06	Pass
	Undershoot	-	-	%	5.857	Pass

測試信號	測試項目	規格(最小值)	規格(最大值)	單位	測試值	測試結果
Input D0	tISU	1.4	-	ns	7.036	Pass
	tIH	0.4	-	ns	2.883	Pass
	VIH	0.625 * VCCQ	VCCQ + 0.3	V	3.238	Pass
	VIL	VSS - 0.3	0.25*VCCQ	V	-0.002	Pass
	Overshoot	-	-	%	6.102	Pass
	Undershoot	-	-	%	7.376	Pass

3) Signal Integrity—Output Signal

測試信號	測試項目	規格(最小值)	規格(最大值)	單位	測試值	測試結果
Output CMD	tPH	0	2*UI	ns	3.706	Pass
	tVW	0.575*UI	-	ns	19.13	Pass
	VOH	0.75 * VCCQ	-	V	3.302	Pass
	VOL	-	0.125*VCCQ	V	-0.034	Pass
	tRISE	-	3	ns	1.077	Pass
	tFALL	-	3	ns	1.217	Pass
	Overshoot	-	-	%	6.674	Pass
	Undershoot	-	-	%	5.576	Pass

測試信號	測試項目	規格(最小值)	規格(最大值)	單位	測試值	測試結果
Output D0	tPH	0	2*UI	ns	5.274	Pass
	tVW	0.575*UI	-	ns	9.442	Pass
	VOH	0.75 * VCCQ	-	V	3.281	Pass
	VOL	-	0.125*VCCQ	V	0.0055	Pass
	tRISE	-	3	ns	0.25	Pass
	tFALL	-	3	ns	0.6784	Pass
	tODLY	-	13.7	ns	3.85	Pass
	tOH	2.5	-	ns	2.595	Pass
	tODLYddr-Min	1.5	7	ns	2.66	Pass
	tODLYddr-Max	1.5	7	ns	3.48	Pass
	Overshoot	-	-	%	7.081	Pass
	Undershoot	-	-	%	10.03	Pass

03 eMMC標準接口總結如下：

Name	Type1	Description
CLK	I	Clock
DS	O/PP	Data Strobe
DAT02	I/O/PP	Data
DAT1	I/O/PP	Data
DAT2	I/O/PP	Data
DAT3	I/O/PP	Data
DAT4	I/O/PP	Data
DAT5	I/O/PP	Data
DAT6	I/O/PP	Data
DAT7	I/O/PP	Data
CMD	I/O/PP/OD	Command/Response
RST_n	I	Hardware reset
VCC	S	Supply voltage for Core
VCCQ	S	Supply voltage for I/O
VSS	S	Supply voltage ground for Core
VSSQ	S	Supply voltage ground for I/O