Cyclone® V SoC および Arria® V SoC 向けのサポートされているフラッシュデバイス

概要

Cyclone® V SoC および Arria® V SoC は、ブートソースとして、および大容量データストレージのために、次のフラッシュデバイスをサポートしています。

• クアッド・シリアル・ペリフェラル・インターフェイス (QSPI) フラッシュ。
• NAND フラッシュ。
• セキュア・デジタル (SD)、セキュア・デジタル・ハイ・キャパシティ (SDHC)、セキュア・デジタル・エクステンデッド・キャパシティ (SDXC)、マルチメディアカード (MMC)、またはエンベデッド MMC (eMMC) フラッシュ。

SoC に組み込むフラッシュデバイスを選択する際、次の点を検討することが重要です。

• このデバイスはインテル® FPGA デバイス BootROM で動作しますか？
• ハード・プロセッサー・システム (HPS) は、BootROM でサポートされているフラッシュデバイスからのみ起動できます。
• このデバイスはプリローダ―、U-Boot、Linux* などのソフトウェアでの動作確認がされており、サポートされていますか？
• サポートされているデバイスについては、インテル® FPGA は、プリロード、U-Boot、および Linux ソフトウェアを提供します。そのほかのデバイスでは、ユーザーがソフトウェアを開発する必要があります。
• このデバイスは、HPS フラッシュ・プログラマーでサポートされていますか？
• HPS フラッシュ・プログラマーは、JTAG 接続を使用してフラッシュへの書き込みが可能です。これは、初期プリローダーまたはブートローダー画像のプログラミングを主な目的としています。
• デバイスが HPS プログラマーでサポートされていない場合、HPS を使用してフラッシュをプログラムするなど、他のフラッシュ・プログラミング方法が利用できるかも知れません。例えば、U-Boot のフラッシュ・プログラミング機能が使用できます。

上記の基準に基づいて、フラッシュデバイスは以下のカテゴリーに分類されます。

• インテルのテストおよびサポート済みフラッシュデバイス - これらのデバイスは上記の基準を満たしています。これらのデバイスは、インテル® FPGA ツールによる回帰テストを受けており、その使用はインテル® FPGA テクニカルサポートで完全にサポートされています。
• 動作確認済みフラッシュデバイス - これらのデバイスは、インテル® FPGA ツールで明示的にサポートされていませんが、SoCs と動作することが確認されています。これらのデバイスの多くは代替プログラミング方法として U-Boot を使用してプログラムされていますが、特定のデバイスとのコンフィグレーションを行うために、ユーザーは U-Boot のソースを変更する必要があるかも知れません。
• 互換性のないフラッシュデバイス - これらのデバイスは Cyclone® V SoC および Arria® V SoC とは動作しません。

以下のセクションでは、Cyclone® V SoC および Arria® V SoC 向けの、さまざまなフラッシュデバイスのサポートレベルを示します。

Quad SPI フラッシュデバイス

Quad SPI フラッシュデバイスには、以下のような利点があります。

• 信頼性: セクター当たり 100,000 回以上の消去サイクルと、20 年以上のデータ保持期間を標準的にサポートします。その結果、エラー訂正や不良ブロックの管理は不要になり、管理が簡素化されます。
• 少ないピン数要件: Quad SPI フラッシュデバイスは、通常 6 本のピンを必要としますが、最小 4 本のピンで使用することが可能です。
• 広い帯域幅。

Quad SPI フラッシュデバイスは、通常、他のフラッシュデバイスよりもストレージ容量が小さくなります。そのため、ブートソースとして使用されることがほとんどで、マスストレージとしては使用されません。

最大 4 つの Quad SPI フラッシュ・チップ・セレクトが、Cyclone® V SoC および Arria® V SoC で使用できます。デバイスは、ゼロ個のチップ・セレクトが接続された Quad SPI フラッシュからブートされます。

現在、テスト済みでサポートされているデバイスのリストは、以下の通りです。このデバイスリストは、HPS Quad SPI コントローラーにのみ適用され、FPGA コンフィグレーションには適用されない点にご注意ください。

NAND フラッシュデバイス

NAND フラッシュデバイスの主なメリットは、大容量のストレージです。

NAND フラッシュデバイスには、以下のようなデメリットがあります。

• 高いピン数が必要 (最低でも 15 ピン以上が必要です）。
• Quad SPI フラッシュと比較して個々のビット信頼性は低く、エラー訂正や不良ブロックの管理が必要になるため、管理がより難しくなります。
• Quad SPI フラッシュデバイスと比較して、最大の帯域幅を低減させました。

NAND フラッシュデバイスは、通常、大容量のデータストレージに使用されますが、ブートソースとしても使用できます。

Cyclone® V SoC および Arria® V SoC で使用する NAND フラッシュデバイスは、最低でも以下の要件を満たす必要があります。

• ONFI 1.0 互換性。
• x8 インターフェイス。
• シングルレベル・セル (SLC) またはマルチレベル・セル (MLC) 。
• 1 つだけの Ce#と 1 つだけの rb# ピン。
• ページサイズ: 512 バイト、2KB、4KB、または8KB。
• ブロックごとのページ: 32、64、128、256、384、または512。
• エラー訂正コード (ECC) セクターサイズは、512 バイト (4、8、または 16 ビット訂正の場合) または 1,024 バイト (24 ビット訂正の場合) にプログラムできます。

現在、テスト済みでサポートされているデバイスのリストは、以下の通りです。

SDHC/SDXC/MMC/eMMC フラッシュデバイス

SD / SDHC / SDXC / MMC カードには以下のようなメリットがあります。

• 大きなストレージ容量。
• 内部エラー訂正、不良ブロック管理、およびウェアレベリング。
• 安価。

SD / SDHC / SDXC / MMC のデメリットとしては、以下のようなものが挙げられます。

• 一般的に Quad SPI より信頼性が劣ります (ただし、より信頼性の高い産業用バージョンは利用可能)。
• ソケットが必要なため、機械的に脆弱になります。

eMMC フラッシュデバイスには、SD / SDHC / SDXC / MMC フラッシュデバイスに比べて、以下のような強みがあります。

• 向上した信頼性。
• 小型で、取り外し不可能 (はんだ付け済み) なパッケージ。

インテル® FPGA Cyclone® V SoC および Arria® V SoC は、以下のデバイスと互換性があります。

• SD / SDHC / SDXC (eSD を含む) - バージョン 3.0 準拠。
• MMC および eMMC - バージョン 4.41 準拠。

現在、テスト済みでサポートされている eMMC デバイスのリストは、以下の通りです。