SCSI子系统基础学习笔记 （之UFS子系统） - 1.1 概述（硬件与协议部分）

1. 前言

本专题我们开始学习SCSI子系统的相关内容。本专题主要参考了《存储技术原理分析》、ULA、ULK的相关内容。本专题主要以硬件UFS，控制器以高通UFS控制器为例，记录SCSI子系统的框架流程。本文是UFS子系统硬件及协议的概述部分。

kernel版本：5.10
平台：arm64

注：
为方便阅读，正文标题采用分级结构标识，每一级用一个"-“表示，如：两级为”|- -", 三级为”|- - -“

2. 总体架构

UFS总体架构重要包含了ufs host controller部分和ufs device部分，UFS协议对应的也分为两类：UFS HOST CONTROLLER INTERFACE协议和UFS协议。

无论是ufs host controller部分还是ufs device部分，他们都将遵循统一的UFS规范

• UFS Application Layer(UAP)应用层
  1.UFS command set (UCS)
  UCS处理命令集，如读、写命令等，.使用的命令是简化的SCSI命令（基于SBC和SPC），也可以扩展UFS本地命令集，目前暂时没有定义
  2.Task Manager
  任务管理器用以管理命令队列中的命令。比如任务管理器可以发Abort命令，终止之前发下去的命令。它也可以清空命令队列中的所有命令

• device manager（Query Request）
  设备管理器用以管理UFS设备，包括：
  （1）处理设备级操作
  设备功耗管理、数据传输设置、后台操作使能和其它的特定操作
  （2）管理设备级配置
  维护和存储一组描述符，例如查询请求命令允许修改和查询设备的配置信息

• The UFS Transport Protocol (UTP)传输层
  主要功能在UFS host端和ufs device端传输UPIU，将应用层的命令封装成UPIU，命令的数据、状态等对应不同的UPIU。UPIU是主机和设备进行信息交换的基本数据单元，它使用数据帧可以最小限度的减少HOST的处理时间，同时由device端控制数据传输的节奏，无需host端poll

• UFS Interconnect Layer（UIC）互联层
  主要包括MIPI UniPro 数据链路层和MIPI M-PHY 物理层。其中，MIPI UniPro 数据链路层负责主机和设备的链接，它本身是一个完整的协议栈； MIPI M-PHY 物理层负责传输实实在在的物理信号，使用8/10编码、差分信号串行数据传输，数据传输分高低速模式，每种模式下又有几种不同的速度档

3. UFS host controller

|- -ufs系统框图

1. UFS控制器有如下的接口

• AHB interface

Used for software access and for programming and initializing the controller; it connects as an AHB slave on the config NOC of the chip operating at 75 MHz.