黑猫带你学UFS协议第1篇:全网最全UFS协议中文详讲,这份学习框架图,你值得拥有!!!(持续更新中…)

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文/黑猫学长



1 作者想说

笔者本人从事于存储芯片行业多年,对eMMC/UFS/SD等芯片有深入研究,协议尤甚。而今看来,UFS协议在整个存储产品中(包括U盘、SPI、SD卡,NM卡、emmc、SSD、flash颗粒等),属于最难梯队。

对于嵌入式存储芯片来说,从最初大家熟悉的SD/TF卡,发展到emmc,再到如今的UFS,速率越来越快,性能越来越稳定。即使是最新的UFS产品,从问世到笔者写这篇文章(2022.07),都已经发展10余年了。奈何国内芯片产业起步比较晚,对于UFS,国内各大相关厂商大部分都是近两年才逐渐投入人力、财力研发。但UFS已经大规模应用到高端旗舰智能手机、平板电脑、AR/VR等智能终端领域。

尽管目前嵌入式产品中eMMC依旧是主流,但随着5G、人工智能、大数据的发展,对性能、数据量要求越来越高,

UFS的使用率和市场占有率一定会越来越大。因此,对于嵌入式设备相关技术人员,将难免会越来越多的与UFS打交道。无论对于是否为存储芯片行业的人员,想要在有限的时间内搞通UFS相关知识,还是非常困难的。

中文互联网上对于UFS相关的资料也相对来说比较少也不够详细。因此,笔者会根据UFS spec、学习/工作经验、网络资料等,对UFS协议进行详细讲解。希望能够帮助到需要研究UFS芯片的朋友们,让你不再繁琐地查阅各种资料,不再头大地翻译英文spec,物有所值,欢迎订阅…


本专栏适合人群:


1、存储芯片行业相关人员,包括但不限于:IC\FW\验证开发\TE\FAE\AE\销售等

2、嵌入式开发人员

3、对eMMC、UFS等存储芯片感兴趣人员


注意:




黑猫带你学:UFS协议详解

》系列文章预估15万+字,撰写不易,为付费内容,禁止私自转载。

本专栏文章主要针对UFS jedec 3.1协议相关内容,关于Unipro、M-PHY等内容不会过多涉及。

内容如若有误,欢迎评论留言。



2 专栏内容


黑猫带你学UFS协议第1篇:全网最全UFS协议中文详讲


黑猫带你学UFS协议第2篇:UFS相关名词释义


黑猫带你学UFS协议第3篇:UFS简介


黑猫带你学UFS协议第4篇:UFS协议栈详解


黑猫带你学UFS协议第5篇:UFS物理层简介(MIPI M-PHY)


黑猫带你学UFS协议第6篇:UFS链路层简介(MIPI UNIPRO)


黑猫带你学UFS协议第7篇:UFS传输层(UTP)简介


黑猫带你学UFS协议第9篇:UFS电气特性详解(Power、CLK、Reset等)


黑猫带你学UFS协议第10篇:两万字详解UFS SCSI命令


黑猫带你学UFS协议第11篇:UFS协议信息单元详解(UPIU)


黑猫带你学UFS协议第12篇:UFS描述符详解(descriptor)


黑猫带你学UFS协议第13篇:UFS标志(Flags)和属性(Atrributes)详解


黑猫带你学UFS协议第14篇:UFS初始化详解(Boot Operation)


黑猫带你学UFS协议第15篇:什么是逻辑单元(LU)与逻辑块(Sector)


黑猫带你学UFS协议第16篇:UFS如何配置逻辑单元(LU Management)


黑猫带你学UFS协议第19篇:UFS模式页是什么(Mode Page)


黑猫带你学UFS协议第20篇:UFS安全模式详解(Secure Mode)


黑猫带你学UFS协议第21篇:UFS数据保护机制(Device Data Protection)


黑猫带你学UFS协议第22篇:UFS语境管理详解(context management)


黑猫带你学UFS协议第23篇:UFS cache详解


黑猫带你学UFS协议第24篇:UFS命令队列详解(CMDQ)


黑猫带你学UFS协议第25篇:全网最全UFS RPMB LU详解(重放保护逻辑单元)



3 如何学好UFS协议

关于UFS协议学习框架,本人已整理如下框架,供大家学习使用。

在这里插入图片描述

第一部分为协议栈,类似于网络协议栈,要了解UFS的应用层、传输层、链路层、物理层之间的关系及作用,了解UPIU\SCSI命令帧格式。该部分主要掌握其大体框架,不建议过分过分深究。经过此部分,对UFS层级就有一个相对清晰的认识。

第二部分为UFS寄存器。通过控制这些寄存器,来控制UFS部分功能和属性。学习过程中要注意这些寄存器的属性(即是否可读可写等),大概了解每个寄存器的功能即可。

第三部分为UFS电气特性。比较UFS是颗芯片,是存在现实中的一个硬件设备。那么就应该要了解UFS样片供电应该是多少伏?CLK是多少?几路信道进行数据传输?等各种物理特性。

第四部分为UFS的一些重要功能/机制,大部分知识点之间没有太大联系,不用按顺序学习研究。当掌握基础内容后,该部分内容只需要用到哪一块就对哪一块进行深入研究即可。

本人所列出的UFS学习框架图,为本人工作多年所研究整理,基本涵盖了UFS的常用及主要内容。当然,对于一些细枝末节,基本上不会用到知识点,学习框架图中并未列出,但这无伤大雅,不需要过分纠结。笔者坚信,对于框图中的内容都学习研究后,就已经掌握了UFS3.1协议中至少90%以上的内容,基本就算“吃透”UFS协议了。



黑猫带你学:UFS协议详解

》专栏中文章顺序,基本也就是按照学习框架图顺序所撰写,逐一进行研究即可。



4 更好的阅读体验

为了让读者有更好的阅读体验,读者朋友们应该知道如下信息,不至于看文章时候产生迷惑。

1、文章中设备、device、UFS、Target Port均指UFS;host、主机、initiator port均指使用UFS的具体产品,包括但不限于手机、平板、嵌入式开发板等设备。

2、文章中提到的flash,除特别说明,均表示nand flash。

3、由于UFS内部存储介质一般均为nand flash,因此文章提到的存储介质、flash、nand、存储阵列等词汇,也均表示nand flash。