Dispositivos Flash suportados para soC Cyclone® V e Arria® V SoC

Visão geral

Cyclone SoC V e Arria SoC V suportam os seguintes dispositivos flash, como uma fonte de inicialização e para armazenamento de dados em massa:

• Flash de interface periférica serial quádruplo (QSPI).
• Flash NAND.
• Flash Secure Digital (SD), Secure Digital High Capacity (SDHC), Secure Digital Extended Capacity (SDXC), MultiMediaCard (MMC) ou embedded MMC (eMMC).

Ao escolher um dispositivo flash para incorporar com SoCs, é importante considerar o seguinte:

• O dispositivo funcionará com o Intel® FPGA BootROM?
• O sistema de processador rígido (HPS) só pode inicializar a partir de dispositivos flash suportados no BootROM.
• O dispositivo é verificado para funcionar e suportado por software, como o Pré-carregador, U-Boot e Linux*?
• Para dispositivos compatíveis, Intel FPGA oferece o software Pré-carregador, U-Boot e Linux. Para outros dispositivos, este software deve ser desenvolvido pelo usuário.
• O dispositivo é compatível com o programador flash HPS?
• O programador Flash HPS permite que a gravação flashe usando uma conexão JTAG. Isso é destinado principalmente para programar a imagem inicial do pré-carregador ou do carregador de inicialização.
• Se o dispositivo não for suportado pelo programador HPS, outros métodos de programação flash podem ser usados, como usar o HPS para programar flash. Por exemplo, os recursos de programação flash do U-Boot podem ser usados.

Com base nos critérios acima, as seguintes categorias de dispositivos flash são identificadas:

• Dispositivo Flash testado e suportado pela Intel - esses dispositivos atendem aos critérios listados acima. Esses dispositivos recebem testes de regressão com Intel FPGA ferramentas e seu uso é totalmente suportado por Intel FPGA Suporte Técnico.
• Conhecidos por trabalhar com dispositivos flash - esses dispositivos não são explicitamente suportados nas ferramentas Intel FPGA, mas têm sido conhecidos por trabalhar com SoCs. Muitos desses dispositivos são programados usando o U-Boot como um método de programação alternativo, mas alterações de origem no U-Boot podem ter que ser feitas por usuários para configurar um dispositivo específico.
• Dispositivos Flash incompatíveis - esses dispositivos não funcionarão com Cyclone SoC V e Arria SoC V.

As seções a seguir apresentam o nível de suporte para vários dispositivos flash para soC Cyclone V e Arria V SoC.

Dispositivos Flash Quad SPI

Os dispositivos flash QUAD SPI têm as seguintes vantagens:

• Confiabilidade: eles geralmente suportam um mínimo de 100.000 ciclos de exclusão por setor e um mínimo de 20 anos de retenção de dados. Como resultado, seu gerenciamento é mais simples, sem necessidade de correção de erros e gerenciamento de blocos ruim.
• Requisito de contagem de pinos baixos: um dispositivo flash SPI quádruplo normalmente requer seis pinos, mas pode ser usado com apenas quatro pinos.
• Largura de banda alta.

Um dispositivo flash QUAD SPI normalmente tem capacidade de armazenamento menor do que outros dispositivos flash. Eles são, portanto, usados principalmente como uma fonte de inicialização e não para armazenamento em massa.

Até quatro seleções de chips flash SPI quádruplo podem ser usados com soC Cyclone V e Arria V SoC. O dispositivo inicializará a partir do flash QUAD SPI conectado ao chip select zero.

A lista atual de dispositivos testados e suportados é apresentada abaixo. Observe que a lista de dispositivos se aplica apenas ao controlador HPS Quad SPI e não se aplica à FPGA configuração.

Dispositivos flash NAND

A principal vantagem dos dispositivos flash NAND é a grande capacidade de armazenamento.

As desvantagens dos dispositivos flash NAND incluem:

• Um requisito de alta contagem de pinos (é necessário um mínimo de 15 pinos).
• Mais difícil de gerenciar, pois a confiabilidade de bits individuais é menor em comparação com o flash quad SPI, a correção de erros e o gerenciamento de blocos ruins são necessários.
• Menor largura de banda máxima em comparação com dispositivos flash QUAD SPI.

Os dispositivos flash NAND são geralmente usados para armazenamento de dados em massa, mas também podem ser usados como uma fonte de inicialização.

Os dispositivos flash NAND a serem usados com Cyclone SoC V e Arria SoC V devem atender ao menos aos seguintes requisitos:

• Compatibilidade com o ONFI 1.0.
• interface x8.
• Célula de nível único (SLC) ou célula multinúso (MLC).
• Apenas um ce# e apenas um pino rb#.
• Tamanho da página: 512 bytes, 2 KB, 4 KB ou 8 KB.
• Páginas por bloco: 32, 64, 128, 256, 384 ou 512.
• O tamanho do setor de código de correção de erro (ECC) pode ser programado para 512 bytes (para correção de 4, 8 ou 16 bits) ou 1.024 bytes (para correção de 24 bits).

A lista atual de dispositivos testados e suportados é apresentada abaixo:

Dispositivos flash SD/SDHC/SDXC/MMC/eMMC

As placas SD/SDHC/SDXC/MMC têm as seguintes vantagens:

• Grandes capacidades de armazenamento.
• Correção de erros internos, gerenciamento de bloco ruim e nivelamento de desgaste.
• Barato.

Algumas das desvantagens da SD/SDHC/SDXC/MMC são:

• Tipicamente menos confiável do que quad SPI (embora versões industriais de maior confiabilidade estejam disponíveis).
• Eles exigem um soquete, o que os torna mais vulneráveis mecanicamente.

Os dispositivos flash eMMC têm as seguintes vantagens sobre dispositivos flash SD/SDHC/SDXC/MMC:

• Confiabilidade aprimorada.
• Pacote menor, não removível (soldado para baixo).

Os soC Intel FPGA Cyclone V e Arria V SoC são compatíveis com os seguintes dispositivos:

• SD/SDHC/SDXC (incluindo eSD) - versão 3.0 compatível.
• MMC e eMMC - versão 4.41 compatível.

A lista atual de dispositivos eMMC testados e suportados é apresentada abaixo: