目 录
第1章 范围（Scope）
第2章 规范性引用文件（Normative References）
第3章 术语、定义、约定与缩略语（Terms and Definitions, Conventions and Abbreviations）
3.1 首字母缩略词（Acronyms）
3.2 约定（Conventions）
3.3 关键词（Keywords）
3.4 缩写（Abbreviations）
第4章 引言（Introduction）
4.1 一般特性（General Features）
4.2 接口特性（Interface Features）
4.3 功能特性（Functional Features）
第5章 UFS 架构概览（UFS Architecture Overview）
5.1 UFS 顶层架构（UFS Top Level Architecture）
5.2 UFS 系统模型（UFS System Model）
5.3 系统启动与枚举（System Boot and Enumeration）
5.4 UFS 互联（UIC）层（UFS Interconnect (UIC) Layer）
5.5 UFS 传输协议（UTP）层（UFS Transport Protocol (UTP) Layer）
5.6 UFS 应用与命令层（UFS Application and Command Layer）
5.7 机械结构（Mechanical）
译者说明 / 术语速查表 / 参考资料
译者说明
这套文档做的事只有一件：把 JEDEC 标准 JESD220H《Universal Flash Storage (UFS) Version 5.0》（2026 年 2 月发布，代替 2024 年 12 月的 JESD220G）从头到尾翻译成中文，按原标准的章、节、小节结构逐一对应编排。原标准全文约三百余页，条款密集、图表繁多，是 UFS 设备与主控开发的事实依据；本译文面向想读懂标准原文、又受限于英文阅读效率的工程师与爱好者，力求忠实、通顺、术语统一。
翻译体例约定如下，各卷相同。其一，标准中的 shall、should、may 分别译为「应」「宜」「可」，与 JEDEC 关键词（见第 3 章）的强制级别一一对应，译文里不得混淆。其二，术语首次出现时以「中文（English）」对照，之后统一用中文；属性名、标志名、命令名、描述符名等标识符保留英文原文不译（如 bLUEnable、QUERY REQUEST UPIU）。其三，原标准的插图因版权原因不复制，一律以「标准图」文字框描述图中内容与读法；表格则逐项翻译为中文表，超长寄存器/字段表在译者注中说明取舍。
本译文是爱好者制作的非官方翻译，仅供个人学习研究，不取代 JEDEC 官方文本；如译文与英文原版有任何出入，一切以英文原版为准，JEDEC 保留原标准的全部版权。引用或商用请购买 JEDEC 官方标准。另外，UFS 标准与 MIPI 的 M-PHY、UniPro 规范配套使用，本标准大量引用二者，本译文在相应章节保留了对 MIPI 规范的指向，深入时需要自行查阅。
如果读者读过本系列姊妹篇------《UFS 5.0 存储专栏：手机仓库的秘密》（科普向）、《Android UFS 全景文档》（系统向）、《文件系统三部曲》与《块设备层三部曲》（Linux 软件栈向）------可以把这套全译当作「正典」，姊妹篇当作「导读」：导读告诉你 UFS 为什么这样设计，正典逐字告诉你它究竟规定了什么。建议先读导读建立地图，再按正典的章节深入，遇到术语歧义时回到第 3 章术语表对表。
读法上还有几点提示。其一，七卷的顺序就是标准章节的顺序，卷内目录与原标准的目录一一对应，文中「见 10.7.2」这类引用指本译文的章节号，编号与原标准一致，可放心互相跳转。其二，原标准个别处存在编号错印或提取文本的噪声，译文遇到时以译者注说明处置方式，读者按注理解即可，不必疑虑译文脱漏；全部表格编号（表 6.x、表 10.x 等）与图编号（图 6.x 等）均沿用原标准，便于与英文原版对照。其三，章节标题后括号内的英文是原标准标题，方便检索原文。
最后是符号与格式的约定。数值带 h 后缀表示十六进制（如 3Fh）；位序按原文 bit 0 为最低有效位；Byte、Word、DWord 等数据单位不译；表中「---」表示保留位或不适用；「（可选）」对应原文 optional，意为设备可实现也可不实现；属性名、标志名保留英文原名（如 bLUEnable、wDeviceLifeTimeEstA），其取值类型（u8/u16/u32/u64）照原样保留；原文中出现的 SPC、SBC、M-PHY、UniPro 等方括号引用，指向第 2 章规范性引用文件所列的外部规范，深入阅读时需另行索取。
还有一点实用信息：本译文对应 JESD220H 2026 年 2 月版，若 JEDEC 日后发布修订或勘误，一切以官方最新文本为准；每卷末尾的术语速查表只收录本卷高频术语，完整的术语、定义与缩略语永远以第 3 章为准。各卷正文由排版脚本从分卷源文件自动生成，版式统一、便于维护------若发现错漏，修订对应卷的源文件后重新生成即可，也欢迎把意见反馈给整理者，逐卷修正、日益完善。愿这套全译能帮你把 UFS 这座仓库的门真正推开，进出自如、各取所需。
第 1~2 章 范围与规范性引用文件
第1章 范围（Scope）
本标准规定了 UFS 电气接口以及存储器件的特性。
此类特性包括（但不限于）：
• 低功耗；
• 高数据吞吐率；
• 低电磁干扰；
• 面向大容量存储子系统效率的优化。
UFS 电气接口基于一种称为 MIPI M-PHY 的高级差分信令技术；MIPI M-PHY 与 MIPI UniPro 共同构成 UFS 接口的互联层。
本标准的架构模型引用 INCITS T10（SCSI）SAM 标准，命令协议基于 INCITS T10（SCSI）SPC 与 SBC 标准。
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| 译者注 UFS 即 Universal Flash Storage（通用闪存存储），是面向移动系统等嵌入式应用的大容量串行存储接口标准，本标准编号为 JESD220H。 |
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| 译者注 MIPI M-PHY 是 MIPI 联盟制定的高速差分串行物理层规范，支持多种速率档（Gear）与 PWM 等信令方式；MIPI UniPro 是运行于其上层的统一协议规范，二者共同构成 UFS 的互联层（UIC）。 |
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| 译者注 差分信令以一对极性相反的信号传输同一信息、依靠两者差值判定逻辑电平，抗共模干扰能力强，有利于降低电磁辐射并提高传输速率。 |
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| 译者注 INCITS T10 是制定 SCSI 系列标准的国际标准组织；SAM（SCSI Architecture Model，SCSI 架构模型）规定 SCSI 系统的总体架构、设备角色与交互模型；SPC（SCSI Primary Commands，SCSI 主命令）定义各类 SCSI 设备通用的命令；SBC（SCSI Block Commands，SCSI 块命令）定义面向块存储设备的命令。 |
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| 译者注 UFS 直接沿用成熟的 SCSI 架构与命令集，可最大限度复用现有主机软件栈（如 PC、上网本、MID 平台上已有的 SCSI 驱动），降低生态适配成本。 |
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| 译者注 "面向大容量存储子系统效率的优化"指 UFS 的链路协议设计（如 UTP 的灵活包架构、器件自主调度数据搬移等）允许以尽可能少的总线事务完成大批量数据传输，减少主机轮询与干预开销，从而提升整个存储子系统的运行效率。 |
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| 译者注 本标准同时覆盖"存储器件"与"电气接口"两个方面：前者涉及 UFS 器件的内部功能与行为，后者涉及主机与器件之间链路的电气与协议特性；具体电气参数、信号定义与测试方法在后续章节展开。 |
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| 译者注 本标准第 2 章所列 MIPI M-PHY 6.0 与 MIPI UniPro 3.0 是 UFS 5.0 的配套底层规范版本，实现 UIC 层时应采用与之一致的版本。 |
第2章 规范性引用文件（Normative References）
下列规范性引用文件所包含的条款，通过本标准中的引用而构成本标准的条款。
对于注明日期的引用文件，其随后作出的任何修订或改版均不适用。然而，鼓励基于本标准的协议的各方研究采用下列所示规范性引用文件最新版本的可能性。
对于未注明日期的引用文件，所引用的规范性文件的最新版本适用。
• MIPI-M-PHY：MIPI 联盟 M-PHY® 规范（MIPI Alliance Specification for M-PHY®），版本 6.0，2025 年 11 月。------ UFS 物理层的实现依据。
• MIPI-UniPro：MIPI 联盟统一协议（UniPro®）规范（MIPI Alliance Specification for Unified Protocol (UniPro®)），版本 3.0，2025 年 9 月。------ UFS 数据链路层的实现依据，链路管理与 CPort、TC 流量类别等概念均出自该规范。
• MIPI-DDB：MIPI 联盟器件描述块（DDB）规范（MIPI Alliance Specification for Device Descriptor Block），版本 1.0。------ DME_DDBL1 相关属性（如 ManufacturerID、DeviceClass）的定义依据。
• SAM：INCITS T10 标准：SCSI 架构模型第 6 版（SCSI Architecture Model -- 6，SAM-6），INCITS 546-2021。------ UFS 架构模型、客户端/服务器角色、nexus 记法等的定义依据。
• SPC：INCITS T10 标准：SCSI 主命令第 6 版（SCSI Primary Commands -- 6，SPC-6），INCITS 566-2025。------ UFS 所采用的 SCSI 通用命令（如 INQUIRY、TEST UNIT READY 等）的定义依据。
• SBC：INCITS T10 标准：SCSI 块命令第 5 版（SCSI Block Commands -- 5，SBC-5），INCITS 571-2025。------ UFS 所采用的块设备命令（如 READ、WRITE、UNMAP 等）的定义依据。
• ZBC：INCITS：SCSI 分区块命令第 2 版（SCSI Zoned Block Commands - 2, ZBC-2），INCITS 550-2023。------ UFS 可选支持的分区块命令（FINISH ZONE、REPORT ZONES 等）的定义依据。
• JESD8-12：非端接数字集成电路 1.2 V ± 0.1 V（正常范围）与 0.8 V ~ 1.3 V（宽范围）电源电压及接口标准，JESD8-12A.01，2007 年 9 月。------ UFS 器件各路电源（VCC/VCCQ 等）标称电压的制定依据。
• HBM-MM：JEDEC 推荐的 HBM/MM 认证 ESD 目标等级，JEP155B，2019 年 7 月。------ UFS 器件静电放电（人体模型/机器模型）认证目标等级的制定依据。
• CDM：JEDEC 推荐的 ESD-CDM 目标等级，JEP157A，2022 年 4 月。------ UFS 器件静电放电（带电器件模型）认证目标等级的制定依据。
• HMAC-SHA：D. Eastlake 与 T. Hansen，美国安全散列算法（SHA 与 HMAC-SHA）（US Secure Hash Algorithms (SHA and HMAC-SHA)），RFC 4634，2006 年 7 月。------ UFS 安全功能（签名访问、RPMB 消息认证等）所用散列与 HMAC 算法的定义依据。
• JEP106：标准制造商识别码（Standard Manufacturer's Identification Code），JEP106BM，2025 年 6 月。------ 设备描述符中制造商 ID 字段的取值依据。
• JESD21：多芯片封装（MCP）与分立 eMMC、e2MMC 和 UFS（Multi-chip Packages (MCP) and Discrete eMMC, e2MMC, and UFS），JESD21C，待发布 (1)。------ UFS 器件封装与 MCP 集成要求的制定依据。
• JESD220-3：UFS 主机性能增强器（HPB）扩展规范（UFS Host Performance Booster (HPB) Extension Specification），JESD220-3A，2020 年 9 月。------ HPB 可选扩展的实现依据。
• JESD220-4：UFS 基于文件的优化（FBO）扩展规范（UFS File Based Optimization (FBO) Extension Specification），JESD220-4 版本 1.01，2020 年 11 月。------ FBO 可选扩展的实现依据。
• JESD230：NAND 闪存接口互操作性（NAND Flash Interface Interoperability），JESD230G.01，2025 年 9 月。------ UFS 器件内部 NAND 接口互操作性要求的制定依据。
(1) 待发布。
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| 译者注 ESD 指静电放电（Electrostatic Discharge）；HBM 为人体模型（Human Body Model），MM 为机器模型（Machine Model），CDM 为带电器件模型（Charged Device Model），JEP155/JEP157 分别给出三种模型下的认证目标电压等级。 |
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| 译者注 RPMB 所在的安全存储机制依赖 HMAC-SHA 所列的散列算法进行消息认证；制造商识别码 JEP106 用于在描述符中标识器件厂商。 |
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| 译者注 UFS 采用分层的标准体系：底层依赖 MIPI 的 M-PHY/UniPro 规范，架构与命令依赖 INCITS T10 的 SAM/SPC/SBC/ZBC 系列标准，机械与电气特性依赖 JEDEC 的 JESD 系列标准，扩展功能（如 HPB、FBO）由 JESD220-x 系列规范定义。 |
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| 译者注 区分"注明日期"与"未注明日期"引用的要点：凡给出版本号及年月的引用文件（如 SAM 固定为 INCITS 546-2021、MIPI-M-PHY 固定为版本 6.0），均锁定在该版本，其后续修订不适用；而未给出版本日期的引用文件（如 MIPI-DDB），则始终适用其最新发布的版本。 |
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| 译者注 RFC（Request for Comments）是由 IETF 等机构发布的技术文件系列；RFC 4634 定义了 SHA-1、SHA-256、SHA-384、SHA-512 等安全散列算法及基于散列的消息认证码（HMAC）计算方法，是 UFS 重放保护内存块（RPMB）签名访问等安全机制选用的算法基础。 |
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| 译者注 MIPI MID（MIPI Manufacturer ID）是 MIPI 联盟统一分配的制造商识别码；UFS 应用的 UniPro 属性 DME_DDBL1_ManufacturerID 也使用 MID 编码，厂商需向 MIPI 联盟申请取得。 |
第3章 术语、定义、约定与缩略语（Terms and Definitions, Conventions and Abbreviations）
就本标准而言，除第 2 章"规范性引用文件"所列文件中给出的术语和定义外，下列术语和定义适用。
• Application Client（应用客户端）：见 SAM。
• Byte（字节）：8 位数据值，最高有效位标记为 bit 7，最低有效位标记为 bit 0。
• Command Descriptor Block（命令描述块，CDB）：见 SAM。
• Device ID（器件 ID）：UFS 器件的总线地址。
• Device Server（设备服务器）：见 SAM。
• Doubleword（双字）：32 位数据值，最高有效位标记为 bit 31，最低有效位标记为 bit 0。
• Dword（双字，Dword）：32 位数据值，即 Doubleword（双字）。
• Gigabyte（吉字节，GB）：1,073,741,824 字节，即 2^30 字节。
• Host（主机）：见 SPC。
• Initiator device（发起方设备）：见 SAM。
• Kilobyte（千字节，KB）：1024 字节，即 2^10 字节。
• Logical Unit（逻辑单元，LU）：见 SAM。
• Logical Unit Number（逻辑单元号，LUN）：见 SAM。
• Megabyte（兆字节，MB）：1,048,576 字节，即 2^20 字节。
• Quadword（四字）：64 位数据值，最高有效位标记为 bit 63，最低有效位标记为 bit 0。
• Segment（段）：按顺序连续寻址的指定数量的字节，表示一个数据结构或数据结构的一个区段。
• Segment ID（段 ID，SID）：16 位值，表示指向某表的索引、段描述符的地址，或仅为绝对地址中的一个元素的绝对值。
• Target device（目标方设备）：见 SAM。
• Task（任务）：与 SCSI 命令同义。见 SAM。
• Task Tag（任务标签）：与 SCSI 命令标识符同义。见 SAM。
• Transaction（事务）：一种 UFS 原语动作，其结果是目标方设备与发起方设备之间传输串行数据包。见 SAM。
• Terabyte（太字节，TB）：1,099,511,627,776 字节，即 2^40 字节。
• UFS Protocol Information Unit（UFS 协议信息单元，UPIU）：UFS 主机与设备之间的信息传送（通信）通过称为 UFS 协议信息单元的消息进行。这些消息是 UFS 定义的数据结构，包含若干按顺序连续寻址的字节，排列为各种信息字段。
• Unit（单元）：总线设备。
• Unit Attention（单元注意）：见 SPC。
• Word（字）：16 位数据值，最高有效位标记为 bit 15，最低有效位标记为 bit 0。
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| 译者注 UFS 中容量单位采用二进制进位：1 KB = 2^10 字节，1 MB = 2^20 字节，1 GB = 2^30 字节，1 TB = 2^40 字节，与硬盘厂商常用的十进制标称不同。 |
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| 译者注 发起方设备（Initiator）发出命令，目标方设备（Target）执行命令；UFS 主机中的软件实体称为应用客户端，目标方设备中的对应实体称为设备服务器，二者概念均继承自 SCSI 架构模型（见 SAM）。 |
3.1 首字母缩略词（Acronyms）
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| 缩写 | 英文全称 | 中文译名 |
| CDB | Command Descriptor Block | 命令描述块 |
| CPort | CPort | 设备内 UniPro 传输层（L4）上的服务访问点，用于面向连接的数据传输 |
| DMA | Direct Memory Access | 直接存储器访问 |
| DSC | Digital Still Camera | 数码相机 |
| FFU | Field Firmware Update | 现场固件更新 |
| GB | Gigabyte | 吉字节 |
| HCI | Host Controller Interface | 主机控制器接口 |
| HPB | UFS Host Performance Booster | UFS 主机性能增强器 |
| HS-LSS | High Speed -- Link Startup Sequence | 高速链路启动序列 |
| KB | Kilobyte | 千字节 |
| LBA | Logical Block Address | 逻辑块地址 |
| LS-LSS | Low Speed -- Link Startup Sequence | 低速链路启动序列 |
| LSS | Link Startup Sequence | 链路启动序列 |
| LUN | Logical Unit Number | 逻辑单元号 |
| MB | Megabyte | 兆字节 |
| MIPI | Mobile Industry Processor Interface | 移动产业处理器接口 |
| MP3 | MPEG-2 Audio Layer 3 | MPEG-2 音频第 3 层 |
| NA | Not applicable | 不适用 |
| NU | Not used | 未使用 |
| PDU | Protocol Data Unit | 协议数据单元 |
| PLL | Phase-Locked Loop | 锁相环 |
| PMP | Portable media player | 便携式媒体播放器 |
| PSA | Production State Awareness | 生产状态感知 |
| PWM | Pulse Width Modulation | 脉宽调制 |
| RFU | Reserved for future use | 保留供将来使用 |
| RPMB | Replay Protected Memory Block | 重放保护内存块 |
| SBC | SCSI Block Commands | SCSI 块命令 |
| SID | Segment ID | 段 ID |
| SDU | Service Data Unit | 服务数据单元 |
| SPC | SCSI Primary Commands | SCSI 主命令 |
| TB | Terabyte | 太字节 |
| T_PDU | MIPI UniPro Protocol Data Unit | MIPI UniPro 协议数据单元 |
| T_SDU | MIPI UniPro Protocol Service Data Unit | MIPI UniPro 协议服务数据单元 |
| UFS | Universal Flash Storage | 通用闪存存储 |
| UMPC | Ultra-Mobile PC | 超移动个人计算机 |
| UniPro | Unified Protocol | 统一协议 |
| UPIU | UFS Protocol Information Unit | UFS 协议信息单元 |
| UTP | UFS Transport Protocol | UFS 传输协议 |
| ZBC | Zoned Block Commands | 分区块命令 |
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| 译者注 CPort 是 UniPro 传输层（第 4 层）中面向连接的数据传输服务访问点；UFS 器件与主机之间的命令、数据、状态以及管理消息都经由 CPort 收发。 |
3.2 约定（Conventions）
本标准沿用 SCSI 文档中的一些约定，因为它采用了多个 SCSI 标准。数值约定见 SAM。
当位或字段的值无关紧要时，用 x 或 xx 代替具体值。
标志（Flag）名称的首字母为小写 f（例如 fMyFlag）。
描述符中所含参数的名称，或属性（Attribute）名称的首字母按参数或属性的大小区分如下：
• 若参数或属性的大小为一个字节，则为小写 b（例如 bMyParameter）；
• 若参数或属性的大小为两个字节，则为小写 w（例如 wMyParameter）；
• 若参数或属性的大小为四个字节，则为小写 d（例如 dMyParameter）；
• 若参数或属性的大小为八个字节，则为小写 q（例如 qMyParameter）。
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| 译者注 看到 bXXXX 即知该参数/属性为 1 字节，wXXXX 为 2 字节，dXXXX 为 4 字节，qXXXX 为 8 字节，fXXXX 为标志；这一命名约定在后续各章的描述符与属性表中贯穿使用。 |
3.3 关键词（Keywords）
为区分不同级别的要求与选项，使用下列关键词：
Can（可、能够）：用于陈述可能性与能力，无论其属于物质、物理还是因果层面（can 等于"能够"，is able to）。
Expected（预期）：用于描述本标准所假定的设计模型中硬件或软件的行为。也可以实现其他硬件和软件设计模型。
Ignored（忽略）：用于描述接收方不检查其值的位、字节、四字节组（quadlet）或字段。
Mandatory（强制）：表示要求按本标准定义实现的项目。
May（可）：表示在标准允许范围内可采取的做法（may 等于"被允许"，is permitted）。
Must（必须）：must 一词的使用已废弃，在陈述强制性要求时不应使用；must 仅用于描述不可避免的情形。
Obsolete（已废弃）：表示某项目在先前的标准中曾定义，但已从本标准中移除。
Optional（可选）：用于描述本标准不要求实现的功能。然而，如果实现了本标准定义的任何可选功能，则应按本标准的定义实现。
Reserved（保留）：用于描述对象（位、字节和字段）或分配给这些对象的代码值，在对象或代码值被预留以备将来标准化时适用。其用法和解释可由本标准或其他标准的未来扩展规定。保留对象应清零，或在将来标准制定后设置为该标准规定的值。保留对象的接收方不应检查其值。已定义对象的接收方应检查其值，并拒绝保留的代码值。
Shall（应）：表示为符合本标准而必须严格遵循的强制性要求，不允许偏离（shall 等于"被要求"，is required to）。设计人员应实现所有此类强制性要求，以确保与符合本标准的其他产品互操作。
Should（宜）：用于表示在若干可能性中某一种被推荐为特别合适，但未提及其他或排除其他；或表示某一做法更受偏好但并非必需；或（否定形式）表示某一做法不推荐但并未禁止（should 等于"建议"，is recommended that）。
Will（将）：will 一词的使用已废弃，在陈述强制性要求时不应使用；will 仅用于陈述事实。
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| 译者注 本标准全文中 shall 统一译为"应"、should 译为"宜"、may 译为"可"，三者约束强度依次递减，阅读技术要求时应严格区分。 |
3.4 缩写（Abbreviations）
• etc. ------ 等等（拉丁语：et cetera）。
• e.g. ------ 例如（拉丁语：exempli gratia）。
• i.e. ------ 即，也就是说（拉丁语：id est）。
第4章 引言（Introduction）
通用闪存存储（Universal Flash Storage，UFS）是一种简单、高性能、带串行接口的大容量存储器件。它主要用于移动系统中，连接主机处理器与大容量存储存储器件。下面概述 UFS 器件的特性。
4.1 一般特性（General Features）
• 目标性能：
• 高速档（High-Speed GEARs，详见 6.4.1）：
• 支持 GEAR1 为强制要求；
• 支持 GEAR2 为强制要求；
• 支持 GEAR3 为强制要求；
• 支持 GEAR4 为强制要求；
• 支持 GEAR5 为强制要求；
• 支持 GEAR6 为强制要求。
• 目标主机应用：移动电话、UMPC（超移动个人计算机）、DSC（数码相机）、PMP（便携式媒体播放器）、MP3 播放器，以及任何其他需要大容量存储、可启动大容量存储和外部卡的应用。
• 目标器件类型：
• 外部卡；
• 嵌入式器件：大容量存储和可启动大容量存储；
• 未来器件类别扩展：I/O 器件、相机、无线器件等。
• 拓扑：每个 UFS 端口连接一个器件。
• UFS 分层：
• UFS 命令集层（UCS）：基于 SBC、SPC 和 ZBC 的简化 SCSI 命令集。UFS 不修改这些符合 SBC、SPC 和 ZBC 的命令。保留了定义 UFS 原生命令以及未来扩展的选项。
• UFS 传输协议层（UTP）：JEDEC 定义的协议层，即面向 SCSI 的 UTP。这并不排除在 UFS 传输协议层支持其他协议。
• UFS 互联层（UIC）：数据链路层采用 MIPI UniPro® MIPI-UniPro；物理层采用 MIPI M-PHY® MIPI-M-PHY。
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| 译者注 高速档（Gear）指 M-PHY 高速突发模式下的速率等级，Gear 编号越高速率越高；本版标准强制要求支持 GEAR1 至 GEAR6 全部六档。 |
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| 译者注 UFS 分层中，UCS 负责命令语义，UTP 负责把命令封装为 UPIU 传输，UIC 依赖 MIPI UniPro（数据链路层）与 M-PHY（物理层）完成实际链路上的数据传输，三层职责相互独立。 |
4.2 接口特性（Interface Features）
• 电源：
• VCCQ 电源：1.2 V（标称值）；
• VCCQ_M 电源：1.2 V（标称值）；
• VCCQ2 电源：1.8 V（标称值）；
• VCC 电源：2.5 V（标称值）。
• 信令：见 MIPI-M-PHY。
• 两种信令方案：
• 为高速突发模式定义了多个档（gear）；
• 低速模式仅 Gear1，采用 PWM（脉宽调制）信令方案。
• 自适应（Adapt，M-PHY 4.1 及以上版本）：M-RX 均衡器训练，以适应信道特性。
• M-PHY TX EQ（发送端均衡）训练功能在 M-PHY 6.0 与 UniPro 3.0 中得到支持。
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| 译者注 原文此处小标题为"Three power supplies（三路电源）"，但正文列出了 VCCQ、VCCQ_M、VCCQ2、VCC 四路电源，阅读时以正文列出的四路电源为准。 |
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| 译者注 VCC 为 NAND 闪存阵列供电，VCCQ/VCCQ_M/VCCQ2 为接口与控制器逻辑供电；低电压供电是 UFS 低功耗设计的重要基础。 |
4.3 功能特性（Functional Features）
UFS 的功能特性即 NAND 管理功能，包括：
• 与 eMMC 类似的功能特性；
• 启动操作模式（Boot Operation Mode）；
• 具有可配置特性的多个逻辑单元；
• 重放保护内存块（RPMB）；
• 可靠写操作；
• 后台操作；
• 安全操作：清除（Purge）和擦除（Erase），以增强数据安全性；
• 写保护选项，包括永久写保护和上电写保护；
• 对重放保护内存块的签名访问；
• 硬件复位信号（HW Reset Signal）；
• 任务管理操作；
• 电源管理操作。
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| 译者注 可靠写（reliable write）保证写入的数据在断电等异常情况下要么完整落盘、要么完全不落盘，不会出现部分写入的中间态，是实现原子写的基础机制。 |
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| 译者注 4.1 中所列目标主机应用------移动电话、UMPC（超移动个人计算机）、DSC（数码相机）、PMP（便携式媒体播放器）、MP3 播放器等------均为便携式消费电子类产品，其共同特点是对功耗敏感、需要大容量本地存储乃至可启动存储，这正是 UFS 设计目标所针对的典型应用场景。 |
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| 译者注 4.2 中的低速 PWM 模式速率低但抗干扰好、功耗低，主要用于链路初始化、速率协商和省电待机场景；日常大批量数据传输则使用高速突发（HS burst）模式，链路可在两种模式间动态切换。 |
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| 译者注 后台操作（background operation）指器件在主机没有显式命令时自主执行的 NAND 维护操作，如垃圾回收、磨损均衡、读重试与地址重映射等；主机可通过设备管理器配置是否允许器件执行后台操作，以在性能与功耗之间取得平衡。 |
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| 译者注 永久写保护一旦设定即不可撤销，器件余生均拒绝写入；上电写保护则在每次上电期间生效、断电后解除，可反复使用。两类写保护均按逻辑单元粒度配置。 |
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| 译者注 硬件复位信号（RST_n）允许主机通过专用引脚（而非仅通过链路命令）将 UFS 器件复位到确定的上电初始状态，提高了系统在链路异常或器件死锁时的恢复能力。 |
第5章 UFS 架构概览（UFS Architecture Overview）
图 1-1 UFS 顶层架构（本系列自绘，对应标准 Figure 5.1）
5.1 UFS 顶层架构（UFS Top Level Architecture）
图 5.1 给出了通用闪存存储（UFS）的顶层架构。
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| 标准图 图 5.1 UFS 顶层架构：自顶向下展示 UFS 应用层（含 UFS 命令集 UCS、设备管理器、任务管理器）经 UDM_SAP、UIO_SAP、UTP_CMD_SAP、UTP_TM_SAP 等服务访问点连接 UFS 传输协议层（UTP），再经 UIC_SAP 连接 UFS 互联层（UIC，由 MIPI UniPro 与 MIPI M-PHY 组成）的分层结构；设备管理器发出的查询请求经 UDM_SAP 下行，任务管理功能经 UTP_TM_SAP 下行。 |
UFS 通信是一种分层通信架构。它基于 SCSI SAM 架构模型（见 SAM）。
5.1.1 应用层（Application Layer）
应用层由 UFS 命令集（UCS）、设备管理器（Device Manager）和任务管理器（Task Manager）组成。UCS 处理常规命令，如读、写等。UFS 可支持多种命令集。UFS 被设计为与协议无关（protocol agnostic）。本版 UFS 标准的命令集基于 SCSI 命令集，特别地，UFS 选用了一套简化的 SCSI 命令集。当需要扩展 UFS 功能时，可支持 UFS 原生命令集。
任务管理器处理用于命令队列控制的命令。设备管理器提供器件级控制，如查询请求（Query Request）以及较低层级的链路层控制。
5.1.2 UFS 设备管理器（UFS Device Manager）
设备管理器承担下列两项职责：处理器件级操作；管理器件级配置。
器件级操作包括以下功能：器件电源管理、与数据传输相关的设置、后台操作的使能，以及其他器件特定操作。
器件级配置由设备管理器通过维护并存储一组描述符（Descriptor）来进行管理。设备管理器处理查询请求（query request）之类的命令，这类命令允许修改或检索器件的配置信息。
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| 译者注 描述符是 UFS 中存放配置信息的表格式数据结构（如设备描述符、配置描述符等），设备管理器借助查询功能对其进行读写，从而实现对器件行为的配置。 |
5.1.3 服务访问点（Service Access Points）
如图所示，设备管理器通过下列两个服务访问点与下层交互：
• UDM_SAP；
• UIO_SAP。
UDM_SAP 是 UTP 层向设备管理器暴露的服务访问点，用于处理器件级操作与配置。例如，针对描述符的查询请求处理即通过该服务访问点完成。图 5.2 描绘了该服务访问点的用法。
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| 标准图 图 5.2 UDM_SAP 的用法：示意设备管理器位于上层，经 UDM_SAP 向 UFS 传输协议层（UTP）传递查询请求与查询响应（如读取/修改描述符），从而借助 UTP 层服务完成器件级操作与配置管理。 |
UIO_SAP 是 UIC 层向设备管理器暴露的服务访问点，用于触发 UIC 层的复位，并传递与 UIC 管理功能相关的请求和响应。图 5.3 描绘了该服务访问点的用法。
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| 标准图 图 5.3 UIO_SAP 的用法：示意设备管理器经 UIO_SAP 向 UFS 互联层（UIC）下发 UIC 复位、器件复位等管理原语及相应的响应，实现链路层级的管理与控制。 |
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| 译者注 SAP（Service Access Point，服务访问点）是相邻两层之间的逻辑接口；UFS 中设备管理器不直接操作下层内部，而是统一通过 UDM_SAP（对 UTP）和 UIO_SAP（对 UIC）两个服务访问点获取下层服务。 |
5.1.4 UIO_SAP
UIO_SAP 是 UIC 层暴露的服务访问点。在 UniPro 中，UIO_SAP 对应 DME_SAP。DME_SAP 提供服务原语，包括用于复位整个 UniPro 协议栈的原语，以及用于 UFS 器件复位的原语等。
• DME_RESET：当必须复位 UniPro 协议栈时使用。
• DME_ENDPOINTRESET：当 UFS 主机希望 UFS 器件执行复位时使用。
其详细的内部机制见 MIPI-UniPro。
5.1.5 UDM_SAP
UDM_SAP 是 UTP 层向设备管理器暴露的、用于 UFS 器件级功能的服务访问点。UDM_SAP 对应 UFS UTP 层定义的查询请求（Query Request）与查询响应（Query Response）功能。
更多细节参见下列子条款：10.9.9"查询功能传输协议服务"、10.7.8"QUERY REQUEST UPIU"和 10.7.9"QUERY RESPONSE UPIU"。
5.1.6 UFS 传输协议层（UFS Transport Protocol Layer）
UFS 传输协议（UTP）层为上层提供服务。UPIU 即"UFS 协议信息单元"，在 UFS 主机的 UTP 层与 UFS 器件的 UTP 层之间交换。例如，若主机侧的 UTP 收到来自应用层或设备管理器的请求，UTP 会为该请求生成一个 UPIU，并把生成的 UPIU 传送到 UFS 器件侧的对端 UTP。UTP 层提供下列三个访问点：
-
UFS 设备管理器服务访问点（UDM_SAP）：执行器件级管理，如描述符访问。
-
UTP 命令服务访问点（UTP_CMD_SAP）：传输命令。
-
UTP 任务管理服务访问点（UTP_TM_SAP）：传输任务管理功能，如"中止任务（abort task）"功能。
5.1.7 UFS 互联层（UFS Interconnect Layer）
最底层是 UFS 互联层（UIC），负责 UFS 主机与 UFS 器件之间的连接。UIC 由 MIPI UniPro 和 MIPI M-PHY 组成。UIC 向上层提供两个服务访问点：UIC 服务访问点（UIC_SAP），用于在 UFS 主机与 UFS 器件之间传输 UPIU，UIC_SAP 对应 UniPro 中的 T_SAP；UIC IO 控制服务访问点（UIO_SAP），用于管理 UIC，UIO_SAP 对应 UniPro 中的 DME_SAP。
5.1.8 UFS 拓扑（UFS Topology）
本标准假定每个 UFS 端口仅连接一个器件。其他拓扑可在本标准的未来版本中定义。
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| 译者注 与 eMMC 总线上可挂多个器件不同，UFS 采用点到点拓扑，一个端口对应一个器件，因此链路初始化与寻址得以简化。 |
5.2 UFS 系统模型（UFS System Model）
图 5.4 给出了一个 UFS 系统示例，展示了 UFS 主机如何连接到 UFS 器件、UFS 主机控制器的位置以及与之相关的 UFS HCI 接口。
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| 标准图 图 5.4 UFS 系统模型：展示 UFS 主机一侧的应用、驱动（UFS Driver）、UFS 主机控制器及其寄存器（UFS Host Reg），经 REF_CLK 参考时钟、RST_n 复位信号和 DIN_t/DIN_c、DOUT_t/DOUT_c 差分信号对连接到 UFS 器件；UFS 器件一侧包含 UIC（MIPI UniPro + MIPI M-PHY）、设备级管理控制、逻辑单元 LU-0 至 LU-N，以及描述符配置存储（Descriptors Config Storage）。 |
UFS 主机由希望与 UFS 器件通信的应用组成。它通过 UFS 驱动与器件通信。UFS 驱动用于通过 UFS HCI（UFS 主机控制器接口）管理 UFS 主机控制器。UFS HCI 本质上是主机控制器暴露的一组寄存器。
图 5.4 还给出了 UFS 主机与 UFS 器件之间的 UFS 接口。UFS 互联（UIC）层由 MIPI UniPro 和 MIPI M-PHY 组成。物理层 M-PHY 是差分的双单工（dual simplex）PHY，包含发送（TX）差分对和接收（RX）差分对。
潜在的 UFS 器件可以是存储卡（全尺寸和 micro 尺寸）、嵌入式可启动大容量存储器件、I/O 器件等。UFS 器件由多个逻辑单元、一个设备管理器和若干描述符组成。设备管理器执行器件级功能，如电源管理；逻辑单元执行读、写等功能；描述符用于存储与配置相关的信息。
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| 译者注 双单工（dual simplex）指发送与接收各占用一对独立差分线，可同时双向传输，即全双工通信。 |
5.3 系统启动与枚举（System Boot and Enumeration）
上电后，当 UFS 互联层（MIPI M-PHY 和 UniPro）完成其启动序列时，从可启动 UFS 器件进行的系统启动即开始。启动代码可从相应的启动逻辑单元读取；或者按需地，启动 ROM 代码可在读取启动代码之前，先将 MIPI M-PHY 和 UniPro 重新配置为适当的设置。
UFS 器件中可存在多个启动逻辑单元。然而，上电时只有一个启动逻辑单元处于活动状态。可利用相应的描述符配置启动过程。启动期间，对启动逻辑单元的访问通过 SCSI 命令支持。
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| 译者注 UFS 器件可作为系统的启动盘：主机上电后先让链路基底层完成初始化，再用普通 SCSI 读命令从启动逻辑单元取引导代码，无需专用启动协议。 |
5.4 UFS 互联（UIC）层（UFS Interconnect (UIC) Layer）
UFS 互联层由 MIPI UniPro 和 MIPI M-PHY 组成：MIPI UniPro 向上层（UTP）提供基本传输能力，MIPI M-PHY 则被用作 UFS 的物理层。
5.4.1 UFS 物理层信号（UFS Physical Layer Signals）
UFS 物理层定义了连接 UFS 器件与 UFS 主机的 UFS 接口的物理部分，其基础是 MIPI-M-PHY。UFS 接口每个方向可支持多条通道（lane）。每条通道由一个差分对组成。基本配置为一条发送通道和一条接收通道。
可选地，UFS 器件可支持两条下行通道和两条上行通道。每条链路应提供数量相等的下行通道和上行通道。
表 5.1 汇总了 UFS 器件所需的信号。表中仅给出每条链路、每个方向单通道的配置。UFS 信号的完整细节见第 6 章和第 8 章。
表 5.1 --- UFS 信号说明
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| 信号名称 | 类型 | 说明 |
| REF_CLK | 输入 | 参考时钟：链路上所有 UFS 器件共用的相对低速时钟，用作各器件内部 PLL 的参考。 |
| DIN_t / DIN_c | 输入 | 下行通道输入：差分输入的真（true）信号与互补（complement）信号对。 |
| DOUT_t / DOUT_c | 输出 | 上行通道输出：差分输出的真信号与互补信号对。 |
| RST_n | 输入 | 复位：UFS 器件硬件复位信号。 |
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| 译者注 信号名中的 _t/_c 后缀分别表示差分对的真端与互补端，二者电平相反；RST_n 为低有效（后缀 n 表示低有效）。 |
5.4.2 MIPI UniPro
在 UFS 中，UniPro 负责链路管理，包括对 PHY 的管理。
NOTE（注）：设备管理不在互联层的范围之内，由上层负责。
与互联层交互的基本接口是 UniPro 定义的 CPort。CPort 用于所有数据传输，以及所有控制和配置消息。一般而言，一个器件可支持多个 CPort，CPort 的数量取决于具体实现。
经 UniPro 链路发送的流量可分为 TC0 或 TC1 流量类别，其中 TC1 为较高优先级的流量类别。本版 UFS 标准仅使用单个 CPort 和 TC0 流量类别。
UFS 利用了 UniPro 的基本服务类型，包括数据传输服务以及配置/控制/状态服务。
更多细节请参见第 9 章和 MIPI-UniPro。
5.4.3 MIPI UniPro 相关属性（MIPI UniPro Related Attributes）
一般而言，UniPro 相关属性及其取值和用法在 MIPI-UniPro 中定义。许多属性对所有 UniPro 应用是通用的，未包含在本文件中。表 5.2 所列属性在 UFS 应用中有特定用法。
表 5.2 --- ManufacturerID 和 DeviceClass 属性
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| 属性 | AttributeID(1) | 取值 | 说明 |
| DME_DDBL1_ManufacturerID | 0x5003 | --- | MIPI 制造商 ID。UFS 应用中本属性也应使用 MIPI MID。该 ID 可向 MIPI 申请。 |
| DME_DDBL1_DeviceClass | 0x5002 | Memory = 0x02；Host = 0x03 | UFS 应用的 UniPro DeviceClass ID。 |
NOTE 1（注 1）：参考 MIPI 联盟器件描述块规范 MIPI-DDB。
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| 译者注 DeviceClass 属性用于标识 UniPro 设备类别，其中 Memory = 0x02 表示存储器件，Host = 0x03 表示主机；链路建立时双方据此识别对方设备类型。 |
5.5 UFS 传输协议（UTP）层（UFS Transport Protocol (UTP) Layer）
如前所述，传输层负责把协议封装到适合互联层的帧结构中。UFS 与协议无关，因此任何协议都需要相应的转换层。对于本版 UFS 标准，这一层就是 UTP（UFS 传输协议）层。
在本版标准中，所有访问仅通过 SCSI 提供；然而，未来版本可增加额外的 API/服务/扩展，以引入新特性或满足特定需求。
UTP 的一项设计特性是提供灵活的包架构，协助 UFS 控制器把封装好的命令、数据和状态包送入或送出系统内存。其意图是允许在主机系统内存与 UFS 器件之间快速传输数据，并最大限度地减少主机处理器的干预。一旦数据结构在主机内存中建立完成并通知目标器件，整个被命令的事务即可在 UFS 器件与主机内存之间进行。UFS 控制器将数据传入/传出主机内存所采用的硬件和/或固件机制不在本文件范围之内。更多信息参见 UFS 控制器标准。
UTP 设计的第二项特性是：一旦器件收到来自主机的命令请求通知，器件将自行控制满足数据传输和状态完成所需的节拍（pacing）与状态转换。这里的思想是：器件了解自身的内部状况与状态，知道何时以及如何以最佳方式传输构成请求的数据。主机系统或控制器无需不断轮询器件的"就绪"状态，也无需主机估算何时开始包传输。当器件判定其条件与状态为最优时，它将启动总线事务。这种方式减少了主机内部与器件通信所需的固件和逻辑，同时以完成操作所需的最少总线事务次数获得尽可能大的吞吐量。
5.5.1 架构模型（Architectural Model）
SCSI 架构模型 SAM 被用作 UTP 的总体架构模型。SAM 架构是客户-服务器模型，更普遍地说是一种请求-响应架构。
5.5.1.1 客户-服务器模型（Client-Server Model）
SCSI 分布式服务模型和客户-服务器模型的描述见 SAM。
发起方设备（Initiator device）和目标方设备（Target device）被映射为 UFS 物理网络中的器件。
目标方设备即 UFS 器件。一个 UFS 器件包含一个或多个逻辑单元。逻辑单元是器件内独立的处理实体。
发起方的请求指向器件内某一个逻辑单元。逻辑单元接收并处理客户端命令或请求。每个逻辑单元在目标方器件内有一个地址，称为逻辑单元号（LUN）。
发起方设备与目标方设备之间的通信被划分为一系列消息。这些消息按本标准定义格式化为 UFS 协议信息单元（UPIU）。标准定义了多种不同类型的 UPIU。所有 UPIU 结构在数据结构（最低地址）起始处都包含一个公共头部区域，结构的其余字段随 UPIU 类型而变化。
命令（在本标准中有时称为任务）、命令标识符（在本标准中有时称为任务标签）、逻辑单元、任务管理器和任务集之间的相互关系见 SAM。
命令描述块（CDB）的定义见 SAM。CDB 内容和结构的详细描述定义于 INCITS T10 标准 SAM、SBC 和 SPC 中。
各类别的职责在 SCSI 标准中描述（见 SAM、SPC 和 SBC）。各类别的附加职责按本标准所述。
设备管理器类别的描述见 5.1.2。
5.5.1.2 CDB、状态与任务管理（CDB, Status, Task Management）
UTP 采用 SCSI 的命令描述块（CDB）格式、器件状态数据层级与上报方法，以及未决命令的任务管理功能，如 SAM、SPC 和 SBC 所述。无论 UTP 的命令交付协议如何，UFS 器件均应统一采用 SCSI 的 CDB、状态和任务管理功能。
5.5.1.3 连接关系（Nexus）
Nexus 及 nexus 记法在 SAM 中定义。使用 nexus 记法结合命令标识符（或任务标签）唯一标识一个命令或任务，也在 SAM 中定义。
UFS 的定义中应至少有一个发起方设备。应只有一个目标方设备，即 UFS 器件。每个 UFS 器件应包含一个或多个逻辑单元。
重叠命令（overlapped commands）在 SAM 中定义。UFS 器件不要求检测重叠命令。
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| 译者注 Nexus（连接关系）是 SCSI 中标识一次 I/O 操作相关各方的记法，形式为"I_T_L nexus"等；UFS 中发起方为主机、目标方为器件，二者间每路命令由 LUN 与任务标签共同唯一标识。 |
5.5.1.4 SCSI 命令模型（SCSI Command Model）
SCSI 命令模型在 SAM 中定义。
UTP 的 Command、Response、ReadyToTransfer、Data-Out 和 Data-In UPIU 头部中的参数字段，包含符合 SAM 的 Execute Command 过程调用的输入参数和输出参数所需的信息。
5.5.1.5 SCSI 任务管理功能（SCSI Task Management Functions）
任务管理功能在 SAM 中定义。
UTP 任务管理请求（Task Management Request）和 UTP 任务管理响应（Task Management Response）头部中的参数字段，包含 SAM 所述任务管理功能过程调用的输入参数和输出参数所需的信息。
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| 译者注 任务管理功能用于控制命令队列中未决命令的执行，例如中止（abort）单个任务或清空整个任务集，对应 5.1.6 中的 UTP_TM_SAP 通道。 |
5.6 UFS 应用与命令层（UFS Application and Command Layer）
UFS 接口被设计为与协议无关的接口。然而，如前所述，本标准选用 SCSI 作为基线协议层。可利用描述符来识别并选择适用于 UFS 接口的协议。
命令层的主要功能是：建立 UFS 主机与 UFS 器件之间的数据交换方法，并提供基本的器件管理能力。SCSI SBC 和 SPC 命令是 UFS 的基线。UFS 不修改符合 SBC 和 SPC 的命令。其目标是最大限度地复用已在各类平台（PC、上网本、MID）上支持 SCSI 的现有软件代码库。
可按需定义 UFS 原生命令及其他扩展。
UFS SCSI 命令集包括：
- 符合 SBC 的命令 SBC：
• FORMAT UNIT；
• READ (10) 与 READ (16)；
• READ CAPACITY (10)；
• REQUEST SENSE；
• SEND DIAGNOSTIC；
• UNMAP；
• WRITE (10) 与 WRITE (16)；
• GET STREAM STATUS。
- 符合 SPC 的命令 SPC：
• INQUIRY；
• REPORT LUNS；
• READ BUFFER；
• TEST UNIT READY；
• WRITE BUFFER；
• SECURITY PROTOCOL IN 与 SECURITY PROTOCOL OUT；
• RECEIVE COPY STATUS。
- 可选支持的、符合 ZBC 的命令 ZBC（支持要求见 13.4.23）：
• FINISH ZONE；
• REPORT ZONES；
• RESET WRITE POINTER。
- 面向 UFS 应用且与现有 SCSI 驱动兼容的 SCSI 操作命令：
• MODE SELECT (10) 与 MODE SENSE (10)；
• PRE-FETCH (10)；
• START STOP UNIT；
• SYNCHRONIZE CACHE (10)；
• VERIFY (10)。
- UFS 增值可选命令：
• PRE-FETCH (16)、SYNCHRONIZE CACHE (16) 和 READ CAPACITY (16)。
更多细节参见第 11 章"UFS 应用（UAP）层------SCSI 命令"。
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| 译者注 UNMAP 用于通知器件某些逻辑块已不再使用（类似 TRIM），可提升垃圾回收效率并改善写入性能；SECURITY PROTOCOL IN/OUT 是访问 RPMB 等安全功能的命令通道。 |
5.7 机械结构（Mechanical）
UFS 嵌入式器件的封装与要求宜尽可能遵循下列准则：
• 复位引脚和数据传输引脚宜位于封装自侧边向内的第二排（PoP）或第三排（MCP），以防止被接触。
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| 译者注 PoP（Package on Package）为堆叠封装，MCP（Multi-chip Package）为多芯片封装；将关键信号引脚内移可防止测试探针等意外触碰造成短路或静电损伤。 |
术语速查表
本卷核心术语中英对照；完整术语定义见第 3 章与原标准。
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| 术语 | 含义 |
| UFS | Universal Flash Storage，通用闪存存储 |
| LU | Logical Unit，逻辑单元 |
| WLU | Well Known LU，知名逻辑单元 |
| SAP | Service Access Point，服务访问点 |
| UTP | UFS Transport Protocol，UFS 传输协议层 |
| UIC | UFS Interconnect，UFS 互联层 |
| UniPro | MIPI 统一协议规范 |
| M-PHY | MIPI 物理层规范 |
| UPIU | UFS Protocol Information Unit，协议信息单元 |
| CDB | Command Descriptor Block，命令描述块 |
参考资料
• JEDEC JESD220H, Universal Flash Storage (UFS) Version 5.0, February 2026（英文原版，唯一权威文本）
• MIPI M-PHY 与 MIPI UniPro 规范（UFS 互联层的底层规范，本标准多处引用）
• 《UFS 5.0 存储专栏：手机仓库的秘密》------同目录姊妹篇，科普导读
• 《Android UFS 全景文档：从底层芯片到 App（启动流程·多平台 CPU）》------同目录姊妹篇，系统视角
• 《块设备层三部曲》《文件系统三部曲》------同目录姊妹篇，Linux 块层与文件系统视角
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