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EMMC具體電路的原理圖設計

電子工程師筆記 ? 來源:電子工程師筆記 ? 作者:電子工程師筆記 ? 2022-12-08 11:56 ? 次閱讀

一:供電電源時序

EMMC的供電有兩種模式,且分兩路工作,有VCC和VccQ。在規范上,上電時序是有要求的,如下圖所示。

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EMMC上電時序

開始上電時,VCC或VccQ可以第一個傾斜上升,或者是兩者同時上升;同時,每個電源電壓上電時間應該是小于指定的時間tPRU(tPRUH,tPRUL或tPRUV)。高電壓多媒體卡:tPRU的最大值為35mS,雙電壓多媒體卡:tPRUL最大值為25mS,tPRUH最大值為35mS。

在電路的設計中,應該使用合適的濾波電容,用于緩沖電流峰值。對于電源濾波電容,應該采用大小電容并聯的方式,且大電容的值不小于2.2uF,為了更好的降低電源的噪聲,在電源的干路中串聯磁珠等濾波器件。

EMMC上電時序

開始上電時,VCC或VccQ可以第一個傾斜上升,或者是兩者同時上升;同時,每個電源電壓上電時間應該是小于指定的時間tPRU(tPRUH,tPRUL或tPRUV)。高電壓多媒體卡:tPRU的最大值為35mS,雙電壓多媒體卡:tPRUL最大值為25mS,tPRUH最大值為35mS。

在電路的設計中,應該使用合適的濾波電容,用于緩沖電流峰值。對于電源濾波電容,應該采用大小電容并聯的方式,且大電容的值不小于2.2uF,為了更好的降低電源的噪聲,在電源的干路中串聯磁珠等濾波器件。

二:總線信號線負載電容和上拉電阻

EMMC總線的每一條線的總電容CL是總線主控器電容CHOST,總線電容CBUS本身,這條線連接到該卡的電容CCARD的總和。

CL = CHOST + CBUS + CCARD

并要求主機和總線電容的總和不超過20 pF。

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1.2V和1.8V的電源接口,推薦的最大上拉50Kohm。3V的供電,可以使用全范圍可達100Kohms。

推薦的CREG值與e?MMC設備供應商之間可能會有所不同。需確認最大值與e?MMC廠商的電容準確性,因為在e?MMC內的調節器的電氣特性受電容波動的影響。

三:具體電路的原理圖設計

對于存儲器的電路設計,主要考慮的問題是總線信號的完整性,不好的電路可能會導致反射、串擾、軌道坍塌、EMI問題,因此,在電路的原理圖設計中,應該根據芯片的具體參數及總線規范來設計電路,只要原理圖設計合理了,再通過合理的PCB布局布線,就能使系統的不穩定因素降到最低。

3.1:根據芯片資料可知,芯片的VDDi引腳需要外接一個電容,這個電容取值的大小有限制,一般為:min 0.1uF,max 1uF。

3.2:電源電路的濾波,采用大小電容并聯的方式,同時在干路中串聯磁珠等濾波器件,保證電源信號的質量,大電容的值應該大于2.2uF,小電容可以在0.1uF左右。

3.3:由于是總線操作,所以在電路的設計中,必須考慮總線上信號的狀態,雖然e.MMC有內部上拉電阻,但一旦數據開始傳輸,這些內部的上拉電阻都會自動斷開,故需要外接上拉電阻,保證在睡眠模式下信號電平固定,不會出現在懸浮狀態。上拉電阻的大小資料給出了一定的范圍,同時會根據工作電壓的模式有所要求,對于DAT0-DAT7和復位端的上拉電阻,采用50kΩ左右的電阻,既能滿足1.7-1.95V的供電需求,也能滿足2.7-3.6V的供電需求;對于命令線,采用10KΩ左右的上拉電阻,因為EMMC讀寫操作都是通過命令發起的,它應該具有比較大的驅動能力。

3.4:經過測試發現,在總線操作的整個電路中,每一根數據線上的信號都有一定的過沖和下沖,這嚴重影響信號的完整性,使數據傳輸錯誤。這很大一個原因是因為電路的阻抗不匹配造成的,經測試,經過一定的阻抗匹配后,信號的過沖和下沖明顯減少。

3.5: 采用串聯電阻實現阻抗匹配,對于串聯電阻的方法,首先它起到阻抗匹配的作用,因為信號源的阻抗很低,跟信號線之間阻抗不匹配,串聯一個電阻后,可以改善匹配情況,以減少反射,避免振蕩等;同時由于信號通信的頻率較高,會引入很多的高頻噪聲,串聯電阻會跟信號線的分布電容及負載的輸入電容形成一個RC電路,這樣就會降低信號邊沿的陡峭程度,對信號具有一定的濾波、降低噪聲的效果。

3.6:對于串聯電阻大小的選擇,需要根據芯片提供的具體資料來決定,一般總線上串聯的電阻都不是很大,像三星的推薦值在0-47Ω,選擇的是27Ω。因此在所有的總線信號線上,每一根信號線我們都可以串聯一個小電阻進去。對于電阻的擺放,時鐘上的應該源端匹配,而對于雙向的數據線,理論上源端和終端都應該串聯,但考慮電路的實際運用及器件的使用數量,一般在終端匹配。

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審核編輯:郭婷

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原文標題:EMMC電路設計

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