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

Überblick

Cyclone V SoC und Arria V SoC unterstützen die folgenden Flash-Geräte sowohl als Boot-Quelle als auch für die Massendatenspeicherung:

• 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 Auswahl eines Flash-Geräts für die Integration mit SoCs ist es wichtig, Folgendes zu berücksichtigen:

• Funktioniert das Gerät mit dem BootROM des Intel® FPGA-Geräts?
• Das Hardprozessorsystem (HPS) kann nur von Flash-Geräten booten, die im BootROM unterstützt werden.
• Ist das Gerät nachweislich funktionsfähig und wird es von Software wie Preloader, U-Boot und Linux* unterstützt?
• Für unterstützte Geräte stellt Intel FPGA die Preloader-, U-Boot- und Linux-Software bereit. Für andere Geräte muss diese Software vom Benutzer entwickelt werden.
• Wird das Gerät mit dem HPS Flash Programmer unterstützt?
• Der HPS Flash Programmer ermöglicht das Schreiben auf Flash über eine JTAG-Verbindung. Dies ist in erster Linie für die Programmierung des anfänglichen Preloader- oder Bootloader-Images vorgesehen.
• Wenn das Gerät vom HPS-Programmierer nicht unterstützt wird, können andere Flash-Programmiermethoden verwendet werden, z. B. die Verwendung des HPS zum Programmieren von Flash. Beispielsweise können die Flash-Programmierfunktionen von U-Boot genutzt werden.

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

• Von Intel getestetes und unterstütztes Flash-Gerät - Diese Geräte erfüllen die oben aufgeführten Kriterien. Diese Geräte erhalten Regressionstests mit Intel FPGA-Tools und ihre Verwendung wird vom technischen Support für Intel FPGA vollständig unterstützt.
• Bekannte Flash-Geräte - Diese Geräte werden in den Intel FPGA-Tools nicht explizit unterstützt, es ist jedoch bekannt, dass sie mit SoCs funktionieren. Viele dieser Geräte werden mit U-Boot als alternativer Programmiermethode programmiert, aber Quelländerungen an U-Boot müssen möglicherweise von Benutzern vorgenommen werden, um ein bestimmtes Gerät zu konfigurieren.
• Inkompatible Flash-Geräte - Diese Geräte funktionieren nicht mit Cyclone V SoC und Arria V SoC.

In den folgenden Abschnitten wird die Unterstützungsstufe für verschiedene Flash-Geräte für Cyclone V SoC und Arria V SoC vorgestellt.

Quad SPI Flash-Geräte

Die Quad-SPI-Flash-Geräte haben folgende Vorteile:

• Zuverlässigkeit: Sie unterstützen in der Regel mindestens 100.000 Löschzyklen pro Sektor und mindestens 20 Jahre Datenaufbewahrung. Infolgedessen ist ihre Verwaltung einfacher, ohne dass eine Fehlerkorrektur und ein schlechtes Blockmanagement erforderlich sind.
• Niedrige Pinanzahl: Ein Quad-SPI-Flash-Gerät benötigt normalerweise sechs Pins, kann jedoch mit nur vier Pins verwendet werden.
• Hohe Bandbreite.

Ein Quad-SPI-Flash-Gerät hat in der Regel eine geringere Speicherkapazität als andere Flash-Geräte. Sie werden daher meist als Boot-Quelle und nicht als Massenspeicher verwendet.

Bis zu vier Quad-SPI-Flash-Chip-Selects können mit Cyclone V SoC und Arria V SoC verwendet werden. Das Gerät bootet von einem Quad-SPI-Flash, der mit 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 und nicht für die FPGA-Konfiguration gilt.

NAND-Flash-Geräte

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

Zu den Nachteilen von NAND-Flash-Geräten gehören:

• Eine hohe Pinanzahlanforderung (mindestens 15 Pins sind erforderlich).
• Schwieriger zu verwalten, da die Zuverlässigkeit einzelner Bits im Vergleich zu Quad SPI-Flash geringer ist, sind Fehlerkorrektur und Bad Block Management erforderlich.
• Geringere maximale Bandbreite im Vergleich zu Quad-SPI-Flash-Geräten.

Die NAND-Flash-Geräte werden in der Regel für die Massendatenspeicherung 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-Zelle (SLC) oder Multi-Level-Zelle (MLC).
• Nur ein ce# und nur ein rb# Pin.
• Seitengröße: 512 Byte, 2 KB, 4 KB oder 8 KB.
• Seiten pro Block: 32, 64, 128, 256, 384 oder 512.
• Die Sektorgröße des Fehlerkorrekturcodes (ECC) kann auf 512 Byte (für 4, 8 oder 16 Bit Korrektur) oder 1.024 Byte (für 24 BitKorrektur) programmiert werden.

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

SD/SDHC/SDXC/MMC/eMMC Flash-Bausteine

Die SD/SDHC/SDXC/MMC-Karten haben folgende Vorteile:

• Große Speicherkapazitäten.
• Interne Fehlerkorrektur, Bad Block Management und Wear Levelling.
• Billig.

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 eine Steckdose, was sie mechanisch anfälliger macht.

Die eMMC-Flash-Geräte haben die folgenden Vorteile gegenüber SD/SDHC/SDXC/MMC-Flash-Geräten:

• Verbesserte Zuverlässigkeit.
• Kleineres, nicht abnehmbares (verlötetes) Gehäuse.

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

• SD/SDHC/SDXC (einschließlich eSD) - Version 3.0 kompatibel.
• MMC und eMMC - Version 4.41 kompatibel.

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