Obsługiwane urządzenia flash dla Cyclone® V SoC i Arria® V SoC

Przegląd

Cyclone V SoC i Arria V SoC obsługują następujące urządzenia flash zarówno jako źródło rozruchu, jak i do przechowywania danych masowych:

• Poczwórna lampa błyskowa QSPI (Serial Peripheral Interface).
• Pamięć flash NAND.
• Secure Digital (SD), Secure Digital High Capacity (SDHC), Secure Digital Extended Capacity (SDXC), MultiMediaCard (MMC) lub Embedded MMC (eMMC) flash.

Wybierając urządzenie flash do włączenia z Układami SoC, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:

• Czy urządzenie będzie współpracować z urządzeniem Intel® FPGA BootROM?
• System procesorów twardych (HPS) może uruchamiać się tylko z urządzeń flash obsługiwanych w BootROM.
• Czy urządzenie jest zweryfikowane pod warunkiem działania i obsługiwane przez oprogramowanie, takie jak Preloader, U-Boot i Linux*?
• W przypadku obsługiwanych urządzeń układ Intel FPGA udostępnia oprogramowanie Preloader, U-Boot i Linux. W przypadku innych urządzeń to oprogramowanie musi zostać opracowane przez użytkownika.
• Czy urządzenie jest obsługiwane przez programator HPS Flash Programmer?
• HPS Flash Programmer umożliwia zapis do flashowania przy użyciu połączenia JTAG. Jest to przeznaczone przede wszystkim do programowania początkowego obrazu programu ładującego lub bootloadera.
• Jeśli urządzenie nie jest obsługiwane przez programator HPS, można użyć innych metod programowania flash, takich jak użycie HPS do zaprogramowania flasha. Na przykład można wykorzystać możliwości programowania flash U-Boot.

Na podstawie powyższych kryteriów zidentyfikowano następujące kategorie urządzeń flash:

• Przetestowane i obsługiwane przez firmę Intel urządzenie flash — te urządzenia spełniają kryteria wymienione powyżej. Urządzenia te przechodzą testy regresji za pomocą narzędzi Intel FPGA, a ich użycie jest w pełni obsługiwane przez pomoc techniczną Intel FPGA.
• Znane z pracy urządzeń Flash - Te urządzenia nie są jawnie obsługiwane w narzędziach Intel FPGA, ale wiadomo, że współpracują z Układami SoC. Wiele z tych urządzeń jest programowych przy użyciu U-Boot jako alternatywnej metody programowania, ale zmiany źródłowe w U-Boot mogą być konieczne przez użytkowników w celu skonfigurowania określonego urządzenia.
• Niezgodne urządzenia flash - Te urządzenia nie będą działać z Cyclone V SoC i Arria V SoC.

W poniższych sekcjach przedstawiono poziom wsparcia dla różnych urządzeń flash dla Cyclone V SoC i Arria V SoC.

Poczwórne urządzenia flash SPI

Poczwórne urządzenia flash SPI mają następujące zalety:

• Niezawodność: zazwyczaj obsługują co najmniej 100 000 cykli kasowania na sektor i co najmniej 20 lat przechowywania danych. W rezultacie ich zarządzanie jest prostsze, bez potrzeby korekcji błędów i złego zarządzania blokami.
• Wymóg niskiej liczby pinów: poczwórne urządzenie flash SPI zazwyczaj wymaga sześciu pinów, ale może być używane z zaledwie czterema pinami.
• Wysoka przepustowość.

Poczwórne urządzenie flash SPI ma zazwyczaj mniejszą pojemność niż inne urządzenia flash. Są one zatem najczęściej używane jako źródło rozruchu, a nie do pamięci masowej.

Do czterech poczwórnych układów flash SPI można używać z Cyclone V SoC i Arria V SoC. Urządzenie uruchomi się z quad SPI flash podłączony do chip select zero.

Aktualna lista przetestowanych i obsługiwanych urządzeń znajduje się poniżej. Należy pamiętać, że lista urządzeń dotyczy tylko kontrolera HPS Quad SPI i nie ma zastosowania do konfiguracji UKŁADU FPGA.

Urządzenia flash NAND

Główną zaletą urządzeń flash NAND jest duża pojemność pamięci masowej.

Wady urządzeń flash NAND obejmują:

• Wymóg wysokiej liczby pinów (wymagane jest minimum 15 pinów).
• Trudniejsze w zarządzaniu, ponieważ niezawodność poszczególnych bitów jest niższa w porównaniu do poczwórnej lampy błyskowej SPI, wymagana jest korekcja błędów i złe zarządzanie blokami.
• Niższa maksymalna przepustowość w porównaniu do czterech urządzeń flash SPI.

Urządzenia flash NAND są zwykle używane do przechowywania danych masowych, ale mogą być również używane jako źródło rozruchu.

Urządzenia flash NAND przeznaczone do stosowania z SoC Cyclone V i SoC Arria V muszą spełniać co najmniej następujące wymagania:

• Zgodność z ONFI 1.0.
• Interfejs x8.
• Komórka jednopoziomowa (SLC) lub komórka wielopoziomowa (MLC).
• Tylko jeden pin ce# i tylko jeden pin rb#.
• Rozmiar strony: 512 bajtów, 2 KB, 4 KB lub 8 KB.
• Liczba stron w bloku: 32, 64, 128, 256, 384 lub 512.
• Rozmiar sektora kodu korekcji błędów (ECC) można zaprogramować na 512 bajtów (dla korekcji 4, 8 lub 16 bitów) lub 1 024 bajtów (dla korekcji 24-bitowej).

Aktualna lista przetestowanych i obsługiwanych urządzeń jest przedstawiona poniżej:

Urządzenia flash SD/SDHC/SDXC/MMC/eMMC

Karty SD/SDHC/SDXC/MMC mają następujące zalety:

• Duże pojemności magazynowe.
• Wewnętrzna korekcja błędów, złe zarządzanie blokami i poziomowanie zużycia.
• Tani.

Niektóre wady SD / SDHC / SDXC / MMC to:

• Zazwyczaj mniej niezawodny niż quad SPI (chociaż dostępne są wersje przemysłowe o wyższej niezawodności).
• Wymagają gniazda, co czyni je bardziej wrażliwymi mechanicznie.

Urządzenia flash eMMC mają następujące zalety w porównaniu z urządzeniami flash SD/SDHC/SDXC/MMC:

• Zwiększona niezawodność.
• Mniejszy, nieusuwalny (przylutowany) pakiet.

Intel FPGA Cyclone V SoC i Arria V SoC są kompatybilne z następującymi urządzeniami:

• SD/SDHC/SDXC (w tym eSD) - zgodny z wersją 3.0.
• MMC i eMMC - zgodne z wersją 4.41.

Aktualna lista przetestowanych i obsługiwanych urządzeń eMMC znajduje się poniżej: