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。

部件编号

制造商

容量

电压

支持类别

说明

N25Q512A83GSF40F

Micron

512 Mb

3.3 V

英特尔测试并支持

适用于 Cyclone® V SoC 开发套件

N25Q00AA13GSF40F

Micron

1 GB

3.3 V

已知可用

MT25QL01GBBB8ESF-0SIT

Micron

1 GB

3.3 V

已知可用

MT25QL512ABA8ESF-0SIT

Micron

512 Mb

3.3 V

已知可用

MT25QL512ABB8ESF-0SIT

Micron

512 Mb

3.3 V

已知可用

MT25QL256ABA8ESF-0SIT

Micron

256 Mb

3.3 V

已知可用

MT25QU256ABA8ESF-0SIT

Micron

256 Mb

1.8 V

已知可用

N25Q128A13ESF40F

Micron

128 Mb

3.3 V

已知可用

MT25QL128ABA8ESF-0SIT

Micron

128 Mb

3.3 V

已知可用

MT25QU128ABA8ESF-0SIT

Micron

128 Mb

1.8 V

已知可用

MX25L12833FMI-10G

Macronix

128 Mb

3.3 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。U-Boot 用于闪存。

MX25L25645GMI-08G

Macronix

256 Mb

3.3 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。

MX25L25635FMI-10G

Macronix

256 Mb

3.3 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。

MX25L51245GMI-08G

Macronix

512 Mb

3.3 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。U-Boot 用于闪存。

MX66L51235FMI-10G

Macronix

512 Mb

3.3 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。U-Boot 用于闪存。

MX66U51235FMI-10G
(EOL, 使用 MX25U51245GMI00 作为替代)

Macronix

512 Mb

1.8 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。

MX25U51245GMI00

Macronix

512 Mb

1.8 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。

MX25U51245GXDI00

Macronix

512 Mb

1.8 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。

MX66L1G45GMI-10G

Macronix

1 GB

3.3 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。

MX66U2G45GXR100

Macronix

2 GB

1.8 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。U-Boot 用于闪存。

S25FL128SAGMFI00

Cypress

128 Mb

3.3 V

已知可用

S25FL256SAGMFI00

Cypress

256 Mb

3.3 V

已知可用

S25FL512SAGMFI01

Cypress

512 Mb

3.3 V

已知可用

S25FL512SAGMFIG11

Cypress

512 Mb

3.3 V

英特尔测试并支持

S70FL01GSAGMFI011

Cypress

1 GB

3.3 V

已知可用

两种芯片选择。HPS 闪存编程器和 BootROM 仅使用 CS0。

S70FS01GS

Cypress

1 GB

1.8 V

不兼容

不支持 RDSR 指令。

GD25Q127CFIG

GigaDevice

128 Mb

3.3 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。U-Boot 用于闪存。

GD25Q256DFIG

GigaDevice

256 Mb

3.3 V

已知可用

需进行 U-Boot 更新。U-Boot 用于闪存。

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:

部件编号

制造商

容量

电压

支持类别

说明

MT29F1G08ABBEAH4:E

Micron

1 GB

1.8 V

已知可用

MT29F4G08ABBEAH4:E

Micron

4 Gb

1.8 V

已知可用

MT29F4G08ABADAWP:D

Micron

4 Gb

3.3 V

已知可用

MT29F8G08ADADAH4-IT:D

Micron

8 Gb

3.3 V

已知可用

MX30UF1G18AC-TI

Macronix

1 GB

1.8 V

已知可用

MX30LF1G18AC-TI

Macronix

1 GB

3.3 V

已知可用

MX30UF2G18AC-TI

Macronix

2 GB

1.8 V

已知可用

MX30LF2G18AC-TI

Macronix

2 GB

3.3 V

已知可用

MX30UF4G18AB-TI

Macronix

4 Gb

1.8 V

已知可用

MX60LF8G18AC-TI

Macronix

8 Gb

3.3 V

已知可用

S34MS01G200TFI90

Cypress

1 GB

1.8 V

已知可用

S34MS02G200TFI00

Cypress

2 GB

1.8 V

已知可用

S34MS04G200TFI00

Cypress

4 Gb

1.8 V

已知可用

S34ML08G201TFI000

Cypress

8 Gb

3.3 V

已知可用

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:

部件编号

制造商

容量

支持类别

说明

MTFC16GJDDQ-4M IT

Micron

16 GB

已知可用

符合 eMMC v4.51

MTFC16GAKAENA-4M IT

Micron

16 GB

已知可用

符合 eMMC v5.0

MTFC16GAKAEDQ-AIT

Micron

16 GB

已知可用

符合 eMMC v5.0

MTFC8GACAANA-4M IT

Micron

8 GB

已知可用

符合 eMMC v4.51

MTFC8GACAEDQ-AIT

Micron

8 GB

已知可用

符合 eMMC v5.0

S40410081B1B2W000

Cypress

8 GB

已知可用

符合 eMMC v4.51

S40410161B1B2W010

Cypress

16 GB

已知可用

符合 eMMC v4.51