基于UFS2.1标准的UFS接口简单介绍

本篇主要介绍UFS的架构、系统模型、信号定义（包括eUFS和UFS Card）等，以对UFS接口有个粗略的了解。下一篇将针对电源、复位、时钟等部分进行详细介绍。

1、UFS介绍

UFS（Universal Flash Storage）是JEDEC发布的新一代通用闪存存储标准，包括主机侧和内存芯片侧的标准。最新的标准包括：

JESD220D: Universal Flash Storage (UFS) Version 3.0

JESD220-2A: Universal Flash Storage (UFS) Card Extension, Version 1.1

JESD223D: Universal Flash Storage Host Controller Interface (UFSHCI) Version 3.0

JESD223-1B: Universal Flash Storage Host Controller Interface (UFSHCI), Unified Memory Extension, Version 1.1A

JESD224A: Universal Flash Storage (UFS) Test Version 1.1

JESD225: Universal Flash Storage (UFS) Security Extension

UFS3.0版本再一次升级，带宽是UFS2.1的两倍，理论接口带宽最大为23.2Gbps，传输速率为2.9GB/s，是eMMC5.1的5倍。

目前市面上常用的几种闪存标准协议包括：

eMMC所用的SDIO接口协议（并行）。

苹果公司的SSD所用的是基于MIPI M-PHY物理层的PCIe，使用NVMe接口协议。

UFS规范走的也是PCIe，物理层同样是MIPI M-PHY，不过接口协议是SCSI。

UFS适用于embedded与removable flash-based存储器。相比eMMC它还提供了其他的标准规范，例如MIPI（M-PHY和UniPro规范）与INCITS T10(SCSI存储接口)。UFS接口使用通用串口通信（基于MIPI M-PHY标准作为物理层，使用INCITS T10 SAM作为协议层来优化性能和功耗）。

UFS主要有三层结构：第一层application layer，由UFS command set（UCS，用于处理一般命令，例如读写操作等）、device manager（两个功能：设备级操作，例如sleep、powerdown等电源管理，数据传输相关的设置，后台操作使能等等；设备级配置，如各种描述符，处理询问请求等等）和Task manager（处理命令队列的控制）组成。

第二层UFS transport protocol layer（UTP），它为上层服务，主要把高层的协议封装成合适的框架传输给下层。

第三层叫UFS interconnect layer（UIC）。UIC作为最底层，处理UFS host和device之间的连接，UIC包括MIPI UniPro和MIPI M-PHY。

2、UFS引脚定义

UFS接口包括：

三种电压，VCCQ 1.2V、VCCQ2 1.8V、VCC 1.8/3.3V；

MIPI M-PHY的8B/10B编解码线路；

高可靠性，低BER，小于10-10；

支持两种信号模式：低速模式（PWM信号模式）和高速模式（HS-burst）。

UFS设备包括两种类型：embedded UFS device和removable flash-based存储卡，两种类型采用统一的接口，简化了数据线连接，只是对外形式不一样而已，详细见下文介绍。

2.1、UFS Card引脚定义
UFS Card的结构是基于鲨鱼的设计。卡的详细尺寸参考文档《MO-320A》，卡座的详细尺寸参考文档《SO-022A》。

2.2、eUFS Device引脚定义

以上就是针对UFS接口的简单介绍，由于UFS3.0的标准暂时处于售卖阶段，本文是基于UFS2.1标准的，其他的均为最新标准。