Thiết bị Flash được hỗ trợ cho thiết bị SoC Intel® Arria® 10

Tổng quan

SoC Intel Arria 10 hỗ trợ các thiết bị flash sau vừa làm nguồn khởi động vừa để lưu trữ dữ liệu lớn:

• Flash giao diện ngoại vi nối tiếp bốn (QSPI)
• Đèn flash NAND
• Flash Secure Digital (SD), Secure Digital High Capacity (SDHC), Secure Digital eXtended Capacity (SDXC), MultiMediaCard (MMC), hoặc Extended MMC (eMMC) flash

Khi chọn một thiết bị flash để kết hợp với SoC, điều quan trọng là phải xem xét những điều sau:

• Thiết bị có hoạt động với thiết bị Intel® FPGA BootROM không?
• Hệ thống bộ xử lý cứng (HPS) chỉ có thể khởi động từ các thiết bị flash được hỗ trợ trong BootROM.
• Thiết bị có được xác minh là hoạt động và được hỗ trợ bởi phần mềm, chẳng hạn như U-Boot và Linux* không?
• Đối với các thiết bị được hỗ trợ, Intel cung cấp phần mềm U-Boot và Linux. Đối với các thiết bị khác, phần mềm này phải được phát triển bởi người dùng.
• Thiết bị có được hỗ trợ với HPS Flash Programmer không?
• HPS Flash Programmer cho phép ghi vào flash bằng kết nối JTAG. Điều này chủ yếu nhằm lập trình trình tải trước ban đầu hoặc hình ảnh bộ nạp khởi động.
• Nếu thiết bị không được Lập trình viên HPS hỗ trợ, các phương pháp lập trình flash khác có thể được sử dụng, chẳng hạn như sử dụng HPS để lập trình flash. Ví dụ, khả năng lập trình flash của U-Boot có thể được sử dụng.

Dựa trên các tiêu chí trên, các loại thiết bị flash sau đây được xác định:

• Thiết bị Flash đã được Intel thử nghiệm và hỗ trợ - Các thiết bị này đáp ứng các tiêu chí được liệt kê ở trên. Các thiết bị này được kiểm tra hồi quy bằng các công cụ Intel FPGA và việc sử dụng chúng được Hỗ trợ kỹ thuật Intel FPGA hỗ trợ đầy đủ.
• Được biết là hoạt động trên các thiết bị Flash - Các thiết bị này không được hỗ trợ rõ ràng trong các công cụ Intel FPGA, nhưng đã được biết là hoạt động với SoC. Nhiều thiết bị trong số này được lập trình bằng U-Boot như một phương pháp lập trình thay thế, nhưng người dùng có thể phải thay đổi nguồn đối với U-Boot để định cấu hình một thiết bị cụ thể.
• Thiết bị Flash không tương thích - Các thiết bị này sẽ không hoạt động trên SoC.

Các phần sau đây trình bày mức hỗ trợ cho các thiết bị flash khác nhau cho Intel Arria 10 SoC.

Thiết bị flash QSPI

Các thiết bị flash quad SPI có những ưu điểm sau:

• Độ tin cậy: chúng thường hỗ trợ tối thiểu 100.000 chu kỳ xóa trên mỗi khu vực và lưu giữ dữ liệu tối thiểu 20 năm. Do đó, việc quản lý của họ đơn giản hơn, không cần sửa lỗi và quản lý khối xấu.
• Yêu cầu số lượng chân thấp: thiết bị flash quad SPI thường yêu cầu sáu chân, nhưng nó có thể được sử dụng với ít nhất bốn chân.
• Băng thông cao

Thiết bị flash quad SPI thường có dung lượng lưu trữ nhỏ hơn các thiết bị flash khác. Do đó, chúng chủ yếu được sử dụng làm nguồn khởi động chứ không phải để lưu trữ hàng loạt.

Tối đa bốn lựa chọn chip flash SPI bốn có thể được sử dụng với Intel Arria 10 SoC. Thiết bị sẽ khởi động từ flash quad SPI được kết nối với chip, chọn không.

Danh sách các thiết bị được thử nghiệm và hỗ trợ hiện tại được trình bày dưới đây. Lưu ý rằng danh sách thiết bị chỉ áp dụng cho bộ điều khiển HPS QSPI và không áp dụng cho cấu hình FPGA.

Thiết bị flash NAND

Ưu điểm chính của các thiết bị flash NAND là dung lượng lưu trữ lớn.

Những nhược điểm của thiết bị flash NAND bao gồm:

• Yêu cầu về số lượng chân cao (yêu cầu tối thiểu 15 chân)
• Khó quản lý hơn, vì độ tin cậy bit riêng lẻ thấp hơn so với flash SPI quad, cần phải sửa lỗi và quản lý khối kém
• Băng thông tối đa thấp hơn so với các thiết bị flash SPI bốn

Các thiết bị flash NAND thường được sử dụng để lưu trữ dữ liệu lớn, nhưng chúng cũng có thể được sử dụng làm nguồn khởi động.

Các thiết bị flash NAND được sử dụng với SoC Intel Arria 10 phải đáp ứng tối thiểu các yêu cầu sau:

• Khả năng tương thích ONFI 1.0
• Giao diện x8 cho thiết bị khởi động, x16 được hỗ trợ để lưu trữ dữ liệu chung
• Ô đơn cấp (SLC) hoặc ô đa cấp (MLC)
• Chỉ có một cặp chân ce# và rb# khả dụng cho nguồn khởi động. Tối đa ba cặp bổ sung có sẵn để lưu trữ hàng loạt.
• Kích thước trang: 512 byte, 2 KB, 4 KB hoặc 8 KB
• Số trang mỗi khối: 32, 64, 128, 256, 384 hoặc 512
• Kích thước cung của mã sửa lỗi (ECC) có thể được lập trình thành 512 byte (để sửa 4, 8 hoặc 16 bit) hoặc 1.024 byte (để sửa 24 bit)

Danh sách các thiết bị được thử nghiệm và hỗ trợ hiện tại được trình bày dưới đây:

Thiết bị Flash SD / SDHC / SDXC / MMC / eMMC

Thẻ SD / SDHC / SDXC / MMC có những ưu điểm sau:

• Dung lượng lưu trữ lớn
• Sửa lỗi nội bộ, quản lý khối xấu và cân bằng hao mòn
• Rẻ tiền

Một số nhược điểm của SD / SDHC / SDXC / MMC là:

• Thường kém tin cậy hơn so với quad SPI (mặc dù có sẵn các phiên bản công nghiệp có độ tin cậy cao hơn)
• Họ yêu cầu một ổ cắm, khiến họ dễ bị tổn thương hơn về mặt máy móc

Các thiết bị flash eMMC có những ưu điểm sau so với các thiết bị flash SD/SDHC/SDXC/MMC:

• Cải thiện độ tin cậy
• Gói nhỏ hơn, không thể tháo rời (hàn xuống)

SoC Intel Arria 10 tương thích với các thiết bị sau:

• SD/SDHC/SDXC (bao gồm eSD) - tương thích với phiên bản 3.0
• MMC - tuân thủ phiên bản 4.41
• eMMC - tuân thủ phiên bản 4.5

Danh sách các thiết bị eMMC được thử nghiệm và hỗ trợ hiện tại được trình bày dưới đây:

Đường liên kết có liên quan

• Cấu hình thiết bị - Trung tâm hỗ trợ
• Trung tâm hỗ trợ cấu hình
• Tính năng cấu hình
• Cấu hình qua Giao thức
• Tài nguyên hỗ trợ Intel® FPGA