Dispositivos Flash compatibles con Cyclone® V SoC y Arria® V SoC

Visión general

Cyclone V SoC y Arria V SoC admiten los siguientes dispositivos flash tanto como fuente de arranque como para el almacenamiento masivo de datos:

• Flash de interfaz periférica serie cuádruple (QSPI).
• Flash NAND.
• Secure Digital (SD), Secure Digital High Capacity (SDHC), Secure Digital extended Capacity (SDXC), MultiMediaCard (MMC) o Embedded MMC (eMMC) flash.

Al elegir un dispositivo flash para incorporar con SoCs, es importante tener en cuenta lo siguiente:

• ¿Funcionará el dispositivo con el dispositivo Intel® FPGA BootROM?
• El sistema de procesador duro (HPS) solo puede arrancar desde dispositivos flash compatibles con BootROM.
• ¿Se ha comprobado que el dispositivo funciona y es compatible con software, como el precargador, el arranque en U y Linux*?
• Para los dispositivos compatibles, Intel FPGA proporciona el software Preloader, U-Boot y Linux. Para otros dispositivos, este software debe ser desarrollado por el usuario.
• ¿El dispositivo es compatible con hps Flash Programmer?
• El programador flash HPS permite escribir en flash mediante una conexión JTAG. Esto está destinado principalmente a programar la imagen inicial del precargador o del gestor de arranque.
• Si el dispositivo no es compatible con el programador HPS, se pueden utilizar otros métodos de programación flash, como el uso del HPS para programar flash. Por ejemplo, se pueden utilizar las capacidades de programación flash de U-Boot.

Sobre la base de los criterios anteriores, se identifican las siguientes categorías de dispositivos flash:

• Dispositivo Flash probado y compatible con Intel: estos dispositivos cumplen los criterios enumerados anteriormente. Estos dispositivos reciben pruebas de regresión con las herramientas Intel FPGA y su uso es totalmente compatible con la Asistencia Técnica Intel FPGA.
• Dispositivos Flash conocidos por funcionar: estos dispositivos no son explícitamente compatibles con las herramientas Intel FPGA, pero se sabe que funcionan con SoC. Muchos de estos dispositivos se programan utilizando U-Boot como método de programación alternativo, pero los usuarios pueden tener que realizar cambios de origen en U-Boot para configurar un dispositivo específico.
• Dispositivos flash incompatibles: estos dispositivos no funcionarán con Cyclone V SoC y Arria V SoC.

Las siguientes secciones presentan el nivel de soporte para varios dispositivos flash para Cyclone V SoC y Arria V SoC.

Dispositivos Flash Quad SPI

Los dispositivos flash quad SPI tienen las siguientes ventajas:

• Fiabilidad: normalmente admiten un mínimo de 100.000 ciclos de borrado por sector y un mínimo de 20 años de retención de datos. Como resultado, su gestión es más sencilla, sin necesidad de corrección de errores y mala gestión de bloques.
• Requisito de bajo número de pines: un dispositivo flash SPI cuádruple generalmente requiere seis pines, pero se puede usar con tan solo cuatro pines.
• Alto ancho de banda.

Un dispositivo flash SPI cuádruple suele tener una capacidad de almacenamiento más pequeña que otros dispositivos flash. Por lo tanto, se utilizan principalmente como fuente de arranque y no para almacenamiento masivo.

Se pueden utilizar hasta cuatro selecciones de chip flash SPI cuádruple con Cyclone V SoC y Arria V SoC. El dispositivo arrancará desde el flash cuádruple SPI conectado al chip select zero.

La lista actual de dispositivos probados y compatibles se presenta a continuación. Tenga en cuenta que la lista de dispositivos solo se aplica al controlador HPS Quad SPI y no se aplica a la configuración de FPGA.

Dispositivos flash NAND

La principal ventaja de los dispositivos flash NAND es la gran capacidad de almacenamiento.

Las desventajas de los dispositivos flash NAND incluyen:

• Un requisito de alto número de pines (se requiere un mínimo de 15 pines).
• Más difícil de administrar, ya que la confiabilidad de bits individuales es menor en comparación con el flash SPI cuádruple, se requiere corrección de errores y administración de bloques defectuosos.
• Menor ancho de banda máximo en comparación con los dispositivos flash SPI cuádruples.

Los dispositivos flash NAND se utilizan normalmente para el almacenamiento masivo de datos, pero también se pueden utilizar como fuente de arranque.

Los dispositivos flash NAND que se utilizarán con Cyclone V SoC y Arria V SoC deben cumplir al menos los siguientes requisitos:

• Compatibilidad con ONFI 1.0.
• Interfaz x8.
• Celda de un solo nivel (SLC) o celda de varios niveles (MLC).
• Solo un ce# y solo un pin rb#.
• Tamaño de página: 512 bytes, 2 KB, 4 KB u 8 KB.
• Páginas por bloque: 32, 64, 128, 256, 384 o 512.
• El tamaño del sector del código de corrección de errores (ECC) se puede programar en 512 bytes (para corrección de 4, 8 o 16 bits) o 1.024 bytes (para corrección de 24 bits).

La lista actual de dispositivos probados y compatibles se presenta a continuación:

Dispositivos flash SD/SDHC/SDXC/MMC/eMMC

Las tarjetas SD/SDHC/SDXC/MMC tienen las siguientes ventajas:

• Grandes capacidades de almacenamiento.
• Corrección de errores internos, mala gestión de bloques y nivelación de desgaste.
• Barato.

Algunas de las desventajas de SD/SDHC/SDXC/MMC son:

• Por lo general, es menos confiable que el SPI cuádruple (aunque hay versiones industriales de mayor confiabilidad disponibles).
• Requieren un zócalo, lo que los hace más vulnerables mecánicamente.

Los dispositivos flash eMMC tienen las siguientes ventajas sobre los dispositivos flash SD/SDHC/SDXC/MMC:

• Fiabilidad mejorada.
• Paquete más pequeño, no extraíble (soldado hacia abajo).

El SoC Intel FPGA Cyclone V y el SoC Arria V son compatibles con los siguientes dispositivos:

• SD/SDHC/SDXC (incluyendo eSD) - versión 3.0 compatible.
• Compatible con MMC y eMMC - versión 4.41.

La lista actual de dispositivos eMMC probados y compatibles se presenta a continuación: