Unterstützte Flash-Geräte für Cyclone® V SoC und Arria® V SoC

Übersicht

Cyclone V SoC und Arria V SoC unterstützen die folgenden Flash-Geräte sowohl als Bootquelle als auch als Massenspeicher:

• Quad Serial Peripheral Interface (QSPI)-Flash.
• NAND-Flash.
• Secure Digital (SD), Secure Digital High Capacity (SDHC), Secure Digital Extended Capacity (SDXC), MultiMediaCard (MMC) oder Embedded MMC (eMMC) Flash.

Bei der Wahl eines Flash-Geräts, das in SoCs integriert werden soll, ist folgendes zu beachten:

• Funktioniert das Gerät mit dem Intel® FPGA Gerät BootROM?
• Das Hard-Prozessorsystem (HPS) kann nur von Flash-Geräten booten, die vom BootROM unterstützt werden.
• Funktioniert das Gerät verifiziert und wird es von Software wie Preloader, U-Boot und Linux* unterstützt?
• Für unterstützte Geräte bietet Intel FPGA Preloader, U-Boot und Linux Software. Für andere Geräte muss diese Software vom Benutzer entwickelt werden.
• Wird das Gerät vom HPS Flash-Programmierer unterstützt?
• Der HPS Flash-Programmierer ermöglicht das Flash-Schreiben über eine JTAG-Verbindung. Dies ist in erster Linie für die Programmierung des ersten Pre-Loader- oder Bootloader-Image vorgesehen.
• Wenn das Gerät vom HPS Programmer nicht unterstützt wird, können andere Flash-Programmiermethoden verwendet werden, wie z. B. die Verwendung von HPS zur Programmierung von Flash. Beispielsweise können die Flash-Programmierfunktionen von U-Boot verwendet werden.

Basierend auf den oben genannten Kriterien werden die folgenden Kategorien von Flash-Geräten identifiziert:

• Getestete und unterstützte Flash-Geräte von Intel – Diese Geräte erfüllen die oben aufgeführten Kriterien. Diese Geräte erhalten Regressionstests mit Intel FPGA Tools, und ihre Verwendung wird vollständig vom Intel FPGA technischen Support unterstützt.
• Work Flash Devices (Arbeits-Flash-Geräte) – Diese Geräte werden in den Intel FPGA Tools nicht explizit unterstützt, arbeiten aber bekanntlich mit SoCs. Viele dieser Geräte werden mit U-Boot als alternative Programmiermethode programmiert, aber Quellenänderungen an U-Boot müssen möglicherweise von Benutzern vorgenommen werden, um ein bestimmtes Gerät zu konfigurieren.
• Nicht kompatible Flash-Geräte – Diese Geräte funktionieren nicht mit Cyclone V SoC und Arria V SoC.

Die folgenden Abschnitte stellen die Support-Ebene für verschiedene Flash-Geräte für Cyclone V SoC und Arria V SoC dar.

Quad SPI Flash-Geräte

Die Quad SPI Flash-Geräte haben die folgenden Vorteile:

• Zuverlässigkeit: Sie unterstützen in der Regel mindestens 100.000 Löschungszyklen pro Sektor und mindestens 20 Jahre Datenspeicherung. Infolgedessen ist ihre Verwaltung einfacher, ohne dass Fehlerkorrektur und fehlerhafte Blockverwaltung erforderlich sind.
• Voraussetzung für geringe Stiftanzahl: Ein Quad SPI Flash-Gerät benötigt in der Regel sechs Pins, kann aber mit nur vier Pins verwendet werden.
• Hohe Bandbreite.

Ein Quad SPI Flash-Gerät verfügt in der Regel über eine kleinere Speicherkapazität als andere Flash-Geräte. Sie werden daher meistens als Boot-Quelle und nicht für Massenspeicher verwendet.

Bis zu vier Quad SPI Flash-Chip-Selects können mit Cyclone V SoC und Arria V SoC verwendet werden. Das Gerät startet vom Quad SPI Flash, der mit der Chip-Select Zero verbunden ist.

Die aktuelle Liste der getesteten und unterstützten Geräte finden Sie unten. Beachten Sie, dass die Geräteliste nur für den HPS Quad SPI Controller gilt und nicht für FPGA-Konfiguration gilt.

NAND-Flash-Geräte

Der Hauptvorteil der NAND-Flash-Geräte ist eine große Speicherkapazität.

Die Nachteile von NAND-Flash-Geräten umfassen:

• Eine hohe Anzahl von Stiften (mindestens 15 Stifte sind erforderlich).
• Schwieriger zu verwalten, da die Zuverlässigkeit einzelner Bit im Vergleich zu Quad SPI Flash geringer ist, sind Fehlerkorrekturen und fehlerhafte Blockverwaltung erforderlich.
• Geringere maximale Bandbreite im Vergleich zu Quad SPI Flash-Geräten.

Die NAND-Flash-Geräte werden in der Regel für massenhafte Datenspeicherung verwendet, können aber auch als Boot-Quelle verwendet werden.

Die NAND-Flash-Geräte, die mit Cyclone V SoC und Arria V SoC verwendet werden sollen, müssen mindestens die folgenden Anforderungen erfüllen:

• ONFI-1.0-Kompatibilität.
• x8-Schnittstelle.
• Single-Level Cell (SLC) oder Multi-Level Cell (MLC).
• Nur eine Ce# und nur eine RB#-Pin.
• Seitengröße: 512 Byte, 2 KB, 4 KB oder 8 KB.
• Seiten pro Block: 32, 64, 128, 256, 384 oder 512.
• Die Größe des ECC-Sektors (Error Correction Code) kann auf 512 Byte (für 4, 8 oder 16 Bit Korrektur) oder 1.024 Byte (für 24-Bit-Korrektur) programmiert werden.

Die aktuelle Liste der getesteten und unterstützten Geräte wird unten aufgeführt:

SD/SDHC/SDXC/MMC/eMMC Flash-Geräte

Die SD/SDHC/SDXC/MMC-Karten haben die folgenden Vorteile:

• Große Massenspeicherkapazitäten.
• Interne Fehlerkorrektur, fehlerhafte Blockverwaltung und Verschleißausgleich.
• Kostengünstige.

Einige der Nachteile von SD/SDHC/SDXC/MMC sind:

• In der Regel weniger zuverlässig als Quad SPI (obwohl industrielle Versionen mit höherer Zuverlässigkeit verfügbar sind).
• Sie benötigen einen Sockel, der sie mechanisch anfälliger macht.

Die eMMC-Flashgeräte haben die folgenden Vorteile gegenüber SD/SDHC/SDXC/MMC-Flashgeräten:

• Verbesserte Zuverlässigkeit.
• Kleineres, nicht abnehmbares (gelötetes) Paket.

Die Intel FPGA Cyclone V SoC und Arria V SoC sind mit den folgenden Geräten kompatibel:

• SD/SDHC/SDXC (einschließlich eSD) – Konforme Version 3.0.
• MMC und eMMC – Version 4.41 konform.

Die aktuelle Liste der getesteten und unterstützten eMMC-Geräte finden Sie unten: