Cyclone® V SoC 和 Arria® V SoC 支持的闪存设备

概述

Cyclone V SoC 和 Arria V SoC 支持以下闪存设备作为引导源和大容量存储：

• 四通道串行外设接口 (QSPI) 闪存。
• NAND 闪存。
• 安全数字 (SD)、安全数字高容量 (SDHC)、安全数字扩展容量 (SDXC)、多媒体记忆卡 (MMC) 或嵌入式 MMC (eMMC) 闪存。

在选择与 SoC 集成的闪存设备时，必须考虑以下因素：

• 设备是否会与英特尔® FPGA 设备 BootROM 结合使用？
• 硬处理器系统 (HPS) 只能从 BootROM 支持的闪存设备引导。
• 设备运行是否经过验证并受到软件的支持，例如 Preloader、U-Boot 和 Linux*？
• 对于支持的设备，英特尔 FPGA 提供 Preloader、 U-Boot 和 Linux 软件。对于其他设备，此软件必须由用户开发。
• HPS 闪存编程器是否支持设备？
• HPS 闪存编程器允许使用 JTAG 连接写入闪存。它主要用于编程初始预加载程序或引导加载程序图像。
• 如果设备不支持 HPS 编程器，可以采用其他闪存编程方法，例如使用 HPS 对闪存编程。例如，可以使用 U-Boot 的闪存编程功能。

基于以上标准，确定以下类别的闪存设备：

• 英特尔测试和支持的闪存设备 - 这些设备满足上述标准。这些设备通过英特尔® FPGA 工具接受回归测试，英特尔® FPGA 技术支持完全支持它们的使用。
• 已知可用的闪存设备 - 这些闪存设备没有明确获得英特尔 FPGA 工具的支持，但是已知它们可用。许多设备使用 U-Boot 作为替代编程方法，但用户可能必须对 U-Boot 进行源更改，以便于配置特定设备。
• 不兼容的闪存设备 - 这些设备将无法使用 Cyclone V SoC 和 Arria V SoC。

以下部分介绍各种闪存设备对 Cyclone V SoC 和 Arria V SoC 的支持级别。

四通道 SPI 闪存设备

四通道 SPI 闪存设备具有以下优势：

• 可靠：其通常可支持每个扇区至少 100,000 个擦除周期和最短 20 年的数据保存时间。因此，其管理较为简单，无需纠错和坏块管理。
• 引脚数量要求低：四通道 SPI 闪存设备通常需要六个引脚，但只有四个引脚时也可以使用。
• 大带宽。

四通道 SPI 闪存设备的存储容量通常低于其他闪存设备。因此，它们主要用作引导源，而非大容量存储。

多达四个四通道 SPI 闪存芯片选择可与 Cyclone V SoC 和 Arria V SoC 一同使用。设备将从连接至芯片选择零的四通道 SPI 闪存启动。

当前测试和支持的设备列表如下。请注意，设备列表仅适用于 HPS 四通道 SPI 控制器，不适用于 FPA 配置。

NAND 闪存设备

NAND 闪存设备的主要优势是存储容量大。

NAND 闪存设备的缺点包括：

• 引脚数量要求高（至少需要 15 个引脚）。
• 更难以管理，由于单个位的可靠性低于四通道 SPI 闪存，因此需要纠错和坏块管理。
• 相比四通道 SPI 闪存设备，最大带宽更低。

NAND 闪存设备通常用于大容量存储，但它们还可以作为引导源。

将与 Cyclone V SoC 和 Arria V SoC 一同使用的 NAND 闪存设备必须至少满足以下要求：

• ONFI 1.0 兼容性。
• x8 接口。
• 单层单元 (SLC) 或多层单元 (MLC)。
• ce# 和 rb# 引脚各自只有一个。
• 页面大小：512 字节、2 KB、4 KB 或 8 KB。
• 每块页数：32、64、128、256、384 或 512。
• 纠错码 (ECC) 扇区大小可以编程为 512 字节（用于 4、8 或 16 位纠错）或 1,024 字节（用于 24 位纠错）。

当前测试和支持的设备列表如下：

SD/SDHC/SDXC/MMC/eMMC 闪存设备

SD/SDHC/SDXC/MMC 卡具有以下优势：

• 大存储容量。
• 内部纠错、坏块管理和磨损均衡。
• 价格便宜。

SD/SDHC/SDXC/MMC 的一些缺点：

• 通常不如四通道 SPI 可靠（尽管已有可靠性更高的工业版本）。
• 需要一个插槽，因而在机械上更脆弱。

与 SD/SDHC/SDXC/MMC 闪存设备相比，eMMC 闪存设备具有以下优势：

• 更高的可靠性。
• 更小、不可拆除的（焊接）包装。

英特尔 FPGA Cyclone V SoC 和 Arria V SoC 兼容以下设备：

• SD/SDHC/SDXC（包括 eSD） - 符合版本 3.0。
• MMC 和 eMMC - 符合版本 4.41。

当前测试和支持的 eMMC 设备列表如下：