板子从 eMMC 换成 UFS：封装外形一样，四处硬件都要改

先说能不能直接换

不能。eMMC 和 UFS 常见的都是 11.5×13mm、153 球、0.5mm 间距的 BGA，外形尺寸确实一样，但球位定义不一样，主控那一侧的要求也不一样。想从 eMMC 升到 UFS，板子要改四处：数据线、参考时钟、电源轨、主控接口。

• 数据线：eMMC 是 8 位单端并行，读写共用；UFS 是 M-PHY 串行差分，收发各自独立，可以同时读和写。
• 参考时钟：UFS 器件要主控送一路 REF_CLK；eMMC 只有总线时钟，没有这根线。
• 电源：UFS 3.1 器件的 VCCQ 是 1.14～1.26V，这一路电压是 eMMC 板子上通常没有的。
• 主控：UFS 要求主控侧有 UFS 主机控制器和 M-PHY 物理层，不是改改驱动就能用。

什么项目会碰到

最常见的是两类。一类是边缘计算盒子、车载信息终端、工业平板这种本来用 eMMC、但数据量涨上来之后读写成了瓶颈的产品，换代时想一并把存储升到 UFS；另一类是主控平台本身换代，新 SoC 带了 UFS 接口，硬件部门想知道存储这一块要跟着改多少。这两类的判断依据不一样：前者要先确认现有主控支不支持，后者是主控已经定了，只需要把存储侧配齐。

四处差别分别是什么

数据线的差别决定了性能上限从哪来。铠侠在自己的技术简介里把这件事说得很直接——UFS 用的是各自独立的输入和输出数据通道，读和写可以同时进行；而 eMMC 规范支持的数据总线是输入输出共用的，一次只能读或者只能写，不能同时。落到线上，eMMC 是 DAT0～DAT7 八根单端线加 CMD、CLK；UFS 是两对差分接收线和两对差分发送线，另外一根 REF_CLK 和一根复位。

参考时钟这根线是很多人第一次做 UFS 时漏掉的。铠侠 UFS 器件的引脚说明写明 REF_CLK 是由主控 SoC 输入的时钟，不用的时候要下拉或者由主控拉低；允许的频率是 19.2MHz、26MHz 和 38.4MHz 三档。eMMC 这边没有对应的引脚，时钟就是总线上的 CLK。

电源轨要重新算。eMMC 是 VCC 加 VCCQ 两路，典型是 VCC 2.7～3.6V、VCCQ 1.7～1.95V。UFS 规范里定义了 VCC、VCCQ、VCCQ2 三路，但具体器件通常只用其中两路：铠侠这颗 UFS 3.1 用 VCC 与 VCCQ，VCCQ2 的球位存在但不供电；而更早的 UFS 2.1 器件用的是 VCC 与 VCCQ2。所以不能简单说“UFS 比 eMMC 多一路电”，要按具体料号的数据手册定。真正要额外做的是一路 1.2V 级的电——UFS 3.1 的 VCCQ 是 1.14～1.26V，这在原来的 eMMC 板子上一般没有。

主控那一侧不是软件问题。UFS 的主机控制器接口是 JEDEC 单独立的一份标准，物理层和传输层引用的是 MIPI 的 M-PHY 和 UniPro。铠侠在产品简介的选型建议里写得很实在：适合用 UFS 的前提之一是“能买到支持 UFS 接口的 SoC”；反过来，适合用 eMMC 的情形之一就是“拿不到支持 UFS 接口的 SoC”。同一份资料还提到，通常是 SoC 决定了要用哪个版本的 UFS。

封装外形一样，球位对不上

这一点值得单独看。铠侠的 eMMC 与 UFS 器件手册里用的是同一个封装代号，都是 11.5×13mm、153 球、最高 0.8mm 的 BGA。但把两份球位表并排放，冲突是硬冲突：eMMC 的 DAT2 落在 UFS 的 VCCQ 上，eMMC 的 CMD 和 CLK 落在 UFS 的 VSS 上，而 UFS 的四对差分线占的是 eMMC 侧的空脚区。

换句话说，外形能对上并不等于焊盘能共用。做兼容焊盘这件事，原厂和 JEDEC 的公开资料里没有正面说法，而上面这张球位表说明电源球和信号球是互相占位的。要同时留两条路，稳妥做法是分别画两版，而不是指望一块焊盘通吃。

在售料号与温度等级

下面这几颗都能在晟雅泰查到。要特别留意温度这一栏：铠侠那颗 UFS 是车规件，−40 至 +105℃、符合 AEC-Q100 Grade 2，比常规工业级还宽；而三星那两颗 eMMC 是 −25 至 +85℃ 的消费温度档，闪迪那颗带 XI1 后缀的才是 −40 至 +85℃ 的工业宽温。同样叫“嵌入式存储”，温度跨度差得很远。

推荐路径

主控已经带 UFS 接口、而且产品确实被存储读写卡住，就按新 SoC 要求的 UFS 版本选器件，同时把 1.2V 级的 VCCQ、REF_CLK 这两件事排进原理图评审。铠侠对代际兼容的公开说法是：JEDEC 的意图是每一代 UFS 向下兼容前一代，但要自己评估供电电压和 SoC。这句话里“评估供电电压”不是客套——UFS 3.1 器件的 VCCQ 是 1.2V 级，UFS 2.1 器件用的是 1.8V 级的 VCCQ2，光靠协议兼容不解决电源轨对不上的问题。

主控没有 UFS 接口，就留在 eMMC 上把容量和温度档配对。eMMC 5.1 本身也支持命令队列，对多数工控与网通设备来说瓶颈往往不在接口带宽。要工业宽温就直接选带工业温度后缀的料号，不要用消费温度档的件去凑。

采购上要先问清楚的两件事

第一件是生命周期。UFS 这个品类里有不少早期料号已经退场：三星 UFS 2.0 那一代的料号在原厂页面上已标注停产；闪迪 iNAND 7232 这一代的产品页在官网上已经找不到，代理页面显示工厂当前不接单；铠侠 eMMC 5.0 那一代的部分料号在现行产品简介里也已经不再列出。选型时不要只看参数合不合适，先确认这颗还在不在原厂的现行清单里。

第二件是拿到的料号到底是哪一类。市面上有把 eMMC 当成 UFS 标的情况，两者的产品代号看着接近，接口却完全不同。下单前按厂家的产品简介确认接口标准那一行，比看型号前缀可靠得多。

要做存储升级可以把方案发给我们

以上料号都在晟雅泰在售清单内。如果你正在评估把 eMMC 换成 UFS，把主控型号、要求的工作温度范围和容量档告诉我们，可以一起把主控侧支不支持、电源轨要加哪一路、以及对应的在售料号一次性列清楚。工作日 24 小时内给报价与替代方案。

本文出自 SUNTEC 晟雅泰（苏州晟雅泰电子有限公司）技术团队。