eMMC是什么东西？Buildroot中生成的emmc.img 和 zImage两个文件有何区别？

原创已于 2025-01-26 13:32:25 修改 · 857 阅读

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于 2025-01-26 12:23:12 首次发布

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eMMC是什么东西？

eMMC（embedded MultiMediaCard，嵌入式多媒体卡）是一种嵌入式存储设备，广泛应用于嵌入式系统中，特别是消费电子产品，如智能手机、平板电脑、单板计算机和其他嵌入式设备。它将NAND 闪存芯片和一个 闪存管理控制器集成在一个小型封装中，为系统提供非易失性存储。

eMMC 的组成和工作原理

NAND 闪存芯片：
- 提供存储空间，用于存储数据、操作系统、文件系统等。
- 它是非易失性存储，断电后数据不会丢失。
- 关于NAND闪存芯片的详细介绍请参见我的另一篇博文 https://blog.youkuaiyun.com/wenhao_ir/article/details/145367773
控制器：
- 内部的控制器负责管理 NAND 闪存，包括坏块管理（Bad Block Management）、磨损均衡（Wear Leveling）、垃圾回收（Garbage Collection）和错误校正（ECC）。
- 控制器对外提供标准的接口（如 eMMC 规范接口），使得主机系统无需直接操作 NAND 闪存。
接口：
- eMMC 使用标准的 MMC 协议（MultiMediaCard），通过标准接口与主机通信，支持高速数据传输。

eMMC 的特点

易用性：
eMMC 的控制器隐藏了 NAND 闪存复杂的管理逻辑，对主机呈现为一个简单的块设备（类似 SD 卡或硬盘）。
性能稳定：
由于控制器管理磨损均衡和错误校正等工作，eMMC 的性能和寿命相对稳定。
小型化：
eMMC 集成度高，占用空间小，特别适合嵌入式设备和移动设备。
性价比高：
与其他存储解决方案（如 SSD）相比，eMMC 更经济实惠，特别适合中低端设备。
容量范围：
一般从 4GB 到 512GB 不等，适合存储需求较低的嵌入式场景。

eMMC 的用途

eMMC 主要应用于以下领域：

消费电子：
- 智能手机、平板电脑、智能手表等。
嵌入式系统：
- 单板计算机（如树莓派）、开发板（如 iMX6ULL）。
汽车电子：
- 用于存储导航数据、娱乐系统内容和固件。
工业设备：
- 工控机、医疗设备等嵌入式应用。

eMMC 的优势和局限性

优势：

即插即用：
eMMC 的控制器对主机隐藏了底层操作，主机只需当作一个普通块设备来使用。
高可靠性：
内置的坏块管理和错误校正机制增强了数据可靠性。
成本低：
与 SSD 或 NVMe 相比，eMMC 性价比更高。
功耗低：
适合电池供电的移动设备。

局限性：

性能有限：
eMMC 的性能不如 SSD 或 NVMe，特别是在高端存储场景中。
不可更换：
eMMC 通常直接焊接在电路板上，损坏后无法简单更换。
容量限制：
相较于 SSD 的容量范围，eMMC 的最大容量有限（目前多为 64GB 到 256GB 范围）。
寿命受限：
使用 NAND 闪存，其写入寿命有限。

eMMC 与其他存储技术的比较

特性	eMMC	SSD	SD 卡
接口	MMC 协议	SATA/PCIe/NVMe	SD 协议
性能	中等	高速	低到中等
容量	4GB ~ 512GB	128GB ~ 数 TB	4GB ~ 512GB
封装方式	焊接在电路板上	独立硬盘	可插拔
用途	嵌入式设备	高性能存储设备	移动设备和嵌入式应用
成本	较低	较高	中等

总结

eMMC 是一种针对嵌入式设备设计的高集成度存储方案，它以经济实惠、小型化和易用性著称。它非常适合需要中等性能和可靠性的场景，但在高性能和大容量需求上可能不如 SSD 等其他存储解决方案。

emmc.img 和 zImage两个文件有何区别

在Buildroot中，下面的命令：

cd /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x 
make clean 
make 100ask_imx6ull_pro_ddr512m_systemV_qt5_defconfig 
make all -j4

执行完成后，在目录 /Buildroot_2020.02.x/output/Images 有下面两个文件的生成：
emmc.img和zImage
请问这两个文件有何区别？

在 Buildroot 中生成的 emmc.img 和 zImage 是两种不同类型的文件，它们的用途和内容完全不同，分别对应系统启动流程的不同部分。

1. `zImage`

定义：

zImage 是 Linux 内核的压缩镜像文件。
它是内核源码编译后的产物，包含了启动操作系统所需的核心功能，比如硬件驱动、任务调度、内存管理等。

特点：

zImage 是一种压缩格式，它会在加载时自解压缩到内存中运行。
比较小巧，适合嵌入式设备的存储需求。

用途：

由引导加载程序（如 U-Boot）加载到内存，并引导系统运行。
是启动 Linux 操作系统的关键文件。

如何使用：

通常由引导加载程序配置来加载这个文件。例如，在 U-Boot 中，可以通过类似以下命令加载 zImage：
```
bootm <kernel_addr>
```
这里 <kernel_addr> 是 zImage 文件在内存中的地址。

2. `emmc.img`

定义：

emmc.img 是一个完整的存储镜像文件，通常包含引导加载程序、内核镜像、设备树文件和根文件系统等。
这是用来写入目标设备存储器（如 eMMC、SD 卡或 NAND Flash）的文件，表示整个嵌入式 Linux 系统的布局。

特点：

这是一个多合一的系统镜像文件。
根据系统分区，可能包含以下内容：
1. 引导加载程序（如 U-Boot）；
2. 内核镜像（如 zImage 或 uImage）；
3. 设备树文件（如 imx6ull.dtb）；
4. 根文件系统（如 ext4 或 cpio 格式）。

用途：

用于烧录到嵌入式设备的存储器中。
包含整个系统启动所需的所有部分，方便设备上电后直接运行。

如何使用：

通常使用烧录工具（如 dd 命令、专用烧录器或开发板厂商提供的工具）将该镜像文件写入设备存储。
```
sudo dd if=emmc.img of=/dev/sdX bs=4M
```
其中 /dev/sdX 是目标存储设备。

3. 两者的区别

特性	`zImage`	`emmc.img`
内容	仅包含 Linux 内核	包含整个系统的所有部分
用途	用于引导加载程序加载并启动内核	用于烧录到设备，提供完整系统
大小	较小，只有内核代码和数据	较大，包含内核、文件系统等完整内容
加载方式	加载到内存，由引导加载程序启动	写入设备存储，启动时由 ROM 加载
依赖关系	需要引导加载程序的支持	自带引导加载程序，独立使用