eMMC Protocol Feature：CMDQ

本文关键字：Nand Flash、eMMC、CMDQ。

 

概述

相关寄存器

相关命令

CMD44+CMD45：Queuing a Transaction

CMD13：Checking the Queue Status

CMD46/CMD47：Execution of a Queued Task

CMD48：Discard Queued Task

Error handling

Supported Commands

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概述

（1）Command Queuing：命令队列。就是将一些读写命令排成一个队列， 进行数据传输。队列长度最多为32条，由Device指定。

（2）Device不保证队列任务被处理的顺序，host跟踪队列的状态，决定命令队列的执行顺序，或者Firmware可以通过优化指令的顺序、提前准备数据，从而提高性能和降低损耗。

（3） 发送CMD6（切换分区或禁用命令队列）时，命令队列必须为空。在队列不为空时发送CMD6视为非法命令。

（4）使能cmdq前，block大小必须设置为512Byte，否则Device在收到CMD46/CMD47后，会返回错误。

（5）如果host需要访问RPMB分区，应禁用命令队列机制，并且禁止通过命令队列访问RPMB分区，但是可以通过命令队列访问通用分区。

 

相关寄存器

• EXT_CSD [308]CMDQ_SUPPORT        Cell Type：R
• EXT_CSD [15]:CMDQ_MODE_EN        Cell Type：R/W/E_P
• EXT_CSD[307]: CMDQ_DEPTH            Cell Type：R
• 32位队列状态寄存器 QSR

承载队列中任务在特定时间点的状态。host可以通过cmd13（bit [15]=1）的响应读取该寄存器，R1的参数将是32位队列状态寄存器（QSR）。QSR中的每一bit表示与位索引相对应的任务ID。如果位QSR[i]=“0”，则具有ID为i的任务未准备好执行。如果位QSR[i]=“1”，则任务ID为i的排队任务已准备好执行。

 

相关命令

 

CMD44+CMD45：Queuing a Transaction

（1）host通过发出cmd44+cmd45将数据传输任务排队。cmd44 bit[15:0]Number of blocks单位为sector。

（2）host应确保CMD44中的任务ID在设备队列中尚未使用。

（3）为了将任务排队，必须依次发出cmd44和cmd45。如果在cmd44之后未发出cmd45，则取消排队操作。如果cmd44不成功（例如请求的任务ID已在使用），设备将该命令视为非法，并且不响应。在这种情况下，host不能发cmd45。成功下发cmd45并返回R1响应后，该任务将被视为在设备中排队。只要队列未满，主机就可以使用cmd​44+cmd45流对任意数量的任务进行排队。

（4）当数据正在DAT上传输，或设备处于busy状态（cmd48引起的busy除外）或线路空闲时（例如，NAC期间），可以发cmd44和cmd45。

 

CMD13：Checking the Queue Status

（​1）当bit 15=1时， CMD13用于查看cmdq任务的状态，cmdq任务的状态与response bit[0-31] 一一对应。因为R1只有32位， 只能查看32个任务的状态， 所以CMDQ_DEPTH最大只有31。

（2）当数据正在DAT上传输时，或设备处于busy状态或线路空闲时（例如，NAC期间），可能会发出发送状态。

 

CMD46/CMD47：Execution of a Queued Task

（1）host发出一个CMD46或CMD47去执行先前排队的任务。CMD46用于执行读命令，CMD47用于执行写命令。host只能执行QSR中显示为ready for execution的任务。

（2）如果任务已准备好执行，并且其数据方向与命令索引匹配（CMD46用于读，CMD47用于写），则设备将发出相应的R1响应并开始数据传输。如果有任何错误，设备不会响应，也不会进行数据传输。

（3）对于读任务，最后一个数据块在emmc的总线上传输完成，才叫做读任务完成，设备才能清除任务ID。对于写任务，最后一个数据块的busy信号被释放才能叫做写任务完成，设备才能清除任务ID。

（4）如果在CMD46数据传输期间发出CMD12，则设备将返回传输状态，并且可以认为操作已完成（QSR[i]=1→0）。如果在CMD47数据传输期间发出CMD12，设备进入编程状态，只有当所有传输的数据都已编程时，才能认为操作已完成（QSR[i]=1→0）。

 

CMD48：Discard Queued Task

（1）Bit[3-0] ：CMDQ任务管理

Bit[3-0] =1时， 废除所有任务，清掉QSR； 如果队列为空， 执行该命令不会出错。

Bit[3-0] =2时， 废除bit[20-16]指定的单个任务， 如果任务ID不存在， 执行该命令不会报错。

（2）数据传输过程中CMD48不应发出。

 

Error handling

注：Type X errors：在下一个命令的response中表现当前的错误。

       Type R errors：在当前命令的response中表现当前的错误。

 

Supported Commands

（1）当命令队列已启用时，class 11命令集是可以下发数据传输任务的唯一方法，即不支持CMD18/CMD17和CMD25/CMD24。

（2）当任务队列已启用且为空时，host在Trans state仅能发送class11命令集。但是，如果设备处于Trans状态并处理一系列命令（例如，擦除序列），则主机应先完成该序列再发送class11命令。