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智能手機(jī)中的高速內(nèi)存:MIPI UniPro v1.8 for JEDEC UFS v3.0

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:synopsys ? 作者:synopsys ? 2023-05-26 11:36 ? 次閱讀
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閃存是智能手機(jī)最重要的組件之一,每個新版本都會帶來更高的內(nèi)存容量和性能。近年來采用最快的閃存技術(shù)是通用閃存(UFS),UFS v2.1提供~11Gbps的最大數(shù)據(jù)速率。 JEDEC提出了更快的下一代UFS v3.0,它使用MIPI UniPro v1.8(統(tǒng)一協(xié)議)和MIPI M-PHY v4.1作為互連層。

UFS v3.0 可以利用 MIPI UniPro v23.4 的兩條可用的 MIPI M-PHY v1.1 傳輸線來實(shí)現(xiàn) ~8Gbps 的最高數(shù)據(jù)傳輸速率。MIPI UniPro是一種高速、低功耗的移動芯片到芯片互連技術(shù)。因此,如果您正在開發(fā)閃存產(chǎn)品,那么是時候查看MIPI UniPro v1.8中的新功能了。在之前的博客中,我們已經(jīng)介紹了MIPI UniPro的功能和驗(yàn)證挑戰(zhàn)。在本博客中,我們將重點(diǎn)介紹最新一代MIPI UniPro v1.8及其物理層MIPI M-PHY v4.1中引入的關(guān)鍵功能,以及它如何使UFS 3.0實(shí)現(xiàn)高達(dá)23Gbps的速度。

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MIPI M-PHY v4.1

MIPI M-PHY v4.1 引入了新的高速齒輪(HS_G4齒輪系列 A/B= ~10Gbps/~11.6Gbps),比上一代 MIPI M-PHY v2.3 支持的最高速度快 1 倍(HSG3 齒輪系列 A/B = ~5Gbps/~5.8Gbps)。MIPI UniPro v1.8 可以通過在所有 40 個通道上啟動數(shù)據(jù)傳輸,使用 MIPI M-PHY v46.4 實(shí)現(xiàn)高達(dá) ~1Gbps/~4Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。

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MIPI UniPro v1.8中引入的主要功能:

鏈路啟動定時器重啟機(jī)制:

從對等設(shè)備收到本地 PA_LM_LINKSTARTUP.req 之后的第一個TRG_UPR0符號后,PA_LINKSTARTUP_TIMER將重新啟動。此計(jì)時器重新啟動機(jī)制用于掩蓋主機(jī)和設(shè)備鏈路啟動請求啟動時間之間的延遲。

添加新的PACP_CAP_EXT2框架:

為了支持MIPI UniPro設(shè)備之間交換新的最高速度(即HS_G4)及其定時參數(shù),增加了一個新的PACP功能框架,以承載本地MIPI M-PHY TX最大高速齒輪(最多HS_G4)功能,以及HS_G4齒輪的本地MIPI M-PHY RX準(zhǔn)備/同步功能和adapt_length能力值。此幀在第 4 階段之后和傳輸PACP_CAP_EXT1幀之前傳輸。

去除假人爆裂:

在此版本中,LCC 處于禁用狀態(tài),因此刪除了電源模式更改 (DME_POWERMODE.req) 和鏈路重新初始化 (PA_INIT) 過程期間的虛擬突發(fā)斷言。但是,在電源模式更改和鏈路重新初始化過程的重試過程中執(zhí)行線路復(fù)位后,在傳輸 PACP_PWR_REQ/PACP_PWR_CNF 幀時,應(yīng)在非活動通道上置位虛擬突發(fā)。

在動力模式更改為HS_G4檔位后適應(yīng)過程:

MIPI M-PHY v4.1 – 在HS_G4設(shè)備中接收數(shù)據(jù)流之前,可能需要 MIPI M-PHY RX 均衡器執(zhí)行額外的訓(xùn)練序列,以使其濾波器特性適應(yīng)通道。MIPI M-PHY v4.1引入了稱為ADAPT的新突發(fā)狀態(tài),以在指定的適應(yīng)長度時間內(nèi)執(zhí)行此過程,然后啟動ADAPT子狀態(tài)的規(guī)定留給通過MIPI M-PHY運(yùn)行的協(xié)議。在將 MIPI M-PHY 功率模式配置為HS_G4齒輪之后,以及在接收高速數(shù)據(jù)流之前,檢查 MIPI M-PHY RX 均衡器功能并以適當(dāng)?shù)倪m應(yīng)長度執(zhí)行適應(yīng)過程,這是 MIPI M-PHY 上較高層協(xié)議的責(zé)任。

MIPI UniPro v1.8 – 通過成功的電源模式更改過程以在入站或出站通道上HS_G4齒輪,MIPI UniPro PA 層應(yīng)該在啟動任何新HS_BURST以進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)傳輸之前,保持PA_DL_RESUME.ind生成并執(zhí)行適應(yīng)過程(如果 MIPI M-PHY RX 支持它并且電源模式更改過程涉及適應(yīng))。

如果出站通道上存在適應(yīng)請求(PA_TxGear = HS_G4 且對等 MIPI M-PHY RX 支持適應(yīng)),MIPI UniPro 會將所有活動的 MIPI M-PHY TX 通道TX_HS_ADAPT_LENGTH屬性配置為adapt_length(刷新/初始長度)值,并發(fā)出 M-LANE-AdaptStart.req。適應(yīng) TX 過程完成從 MIPI M-PHY TX 通道到 M-LANE_AdaptCompletion.ind。

如果入站通道上需要自適應(yīng)請求(PA_RxGear = HS_G4并且本地 MIPI M-PHY RX 支持自適應(yīng)),則活動 MIPI M-PHY RX 通道的RX_ADAPT_CONTROL屬性配置為適應(yīng)類型(刷新/初始)值。Adapt RX 過程完成從 MIPI M-PHY RX 到 M-LANE_AdaptCompletion.ind 表示。整個RX適應(yīng)過程由PA_ADAPT_TIMER(10ms)監(jiān)控,如果發(fā)生超時,將導(dǎo)致DME_POWERMODE.ind(PWR_FATAL_ERROR)。

服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控 (QoS):

此新功能涉及對錯誤事件進(jìn)行計(jì)數(shù),例如接收的 NAC 幀數(shù)、接收的 CRC 錯誤幀數(shù)、PA_INIT.req 和PA_INIT.ind基元生成,并將其與正確接收或傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)進(jìn)行比較。當(dāng)這些錯誤事件達(dá)到特定閾值時,MIPI UniPro 會生成DME_QOS.ind原語,讓應(yīng)用層知道作為錯誤恢復(fù)機(jī)制的一部分所做的鏈路修復(fù)嘗試次數(shù)。此功能使應(yīng)用程序能夠分析由于重復(fù)錯誤恢復(fù)機(jī)制而導(dǎo)致鏈路帶寬減少的原因,并且可以幫助鏈路修復(fù)機(jī)制。

MIPI UniPro v1.8 在其前身 MIPI UniPro v1.61 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了其他一些改進(jìn)和錯誤修復(fù)。MIPI UniPro v1.8 還提供與 MIPI UniPro v1.6x 的向后兼容性。版本 1.41 及更早版本不保持向后兼容性。

統(tǒng)一內(nèi)存擴(kuò)展 (UME) 進(jìn)一步使 UFS 設(shè)備能夠使用 UFS 主機(jī)內(nèi)存作為緩存來存儲邏輯到物理地址轉(zhuǎn)換表,從而降低對設(shè)備集成 RAM 的需求。

審核編輯:郭婷

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