SOC技术正在集成电路领域引发着一场前所未有的变革。SOC系统将电路系统的可靠性、低功耗等都考虑在内，把许多以前需要在系统中解决的问题在IC的设计阶段就得以实现，因此SOC系统必然会成为超大规模集成电路发展的主流和趋势。随着信息技术的发展，对信息安全的要求越来越高，安全芯片以其高性能和高安全性的优势逐步取代了软件的加密方式，并且在SOC技术成为IC设计领域的主流之后，安全SOC芯片也得到了高速的发展。在安全SOC芯片中可以集成多种通用安全算法，以满足不同应用场合对加密技术的需求。在安全SOC芯片上需要一些高速、安全的外接接口，以实现信息的安全存储，因此，安全存储类芯片成为了安全芯片发展的一大应用领域，可以说这一领域与我们的日常生活息息相关。eMMC（embedded Multimedia Card）芯片是市场上目前主流的嵌入式存储设备，是在SD卡的基础上发展起来，主要是针对手机等便携式设备应用的新一代的记忆设备，以容量大、传输速度快和安全性高的优势备受青睐。eMMC芯片都遵循标准的eMMC协议，该协议是由三星主导的国际统一标准通信协议，拥有遵循该协议接口的主机就可以实现对eMMC芯片的访问。验证是SOC设计的重要环节，占用了SOC整个设计的大部分时间，只有经过了严格的验证才能提高芯片的流片成功率。本设计不仅对RTL代码进行了全面的功能验证，在布局布线后进行了严格的后仿，而且还进行了FPGA的验证，经过这些验证确保了设计的正确性。本文的研究工作取得了以下创新性成果：首次在安全SOC芯片上实现了eMMC通信接口的协议。本文在充分研究eMMC4.5协议的基础上，结合SOC芯片和eMMC芯片的特点和应用，对软硬件在对功能的实现上经过全面的分析，进行了合理的划分，达到了在通信性能和应用灵活性上的最佳协调。在接口的硬件上实现了跨时钟域的设计。本文在设计中对不同时钟源的系统时钟和通信时钟进行了跨时钟域的处理，这样的设计有利于提高数据传输的速度，并且可以更方便的在不同的SOC芯片中实现，提高了设计的可移植性。通过软硬件的协同设计实现了灵活而全面的错误检测机制。由于不同的eMMC设备在设计水平和制造工艺上存在差异，在数据传输过程中可能出现的错误和超时情况就会有所区别，本设计的接口在应用时可通过具体的需要进行灵活的配置，实现合理的错误检测机制。