インテル® Stratix® 10 対応フラッシュデバイス
概要
インテル® Stratix® 10 デバイスは、セキュア・デバイス・マネージャー (SDM) を介したコンフィグレーション向けに、以下のフラッシュデバイスをサポートします。
- Quad serial peripheral interface (QSPI) フラッシュ
さらに、インテル® Stratix® 10 SoC デバイスは、マスストレージ用に、HPS (ハード・プロセッサー・システム) で以下のフラッシュデバイスをサポートします。
- NAND フラッシュ
- SD、SDHC、SDXC、MMC、eMMC フラッシュ
- SDM フラッシュに直接アクセス (パフォーマンスの低下あり)
インテル® Stratix® 10 で使用するフラッシュデバイスを選択する際には、以下の点を考慮することが重要です。
- SDM に接続されているデバイスの場合:
- デバイスはコンフィグレーション・ソースとして機能しますか？
- デバイスが HPS でも使用される場合、HPS ソフトウェアでサポートされていますか？
- HPS に接続されているデバイスの場合:
- デバイスは HPS ソフトウェアでサポートされていますか？
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。
- インテルがテストおよびサポート済み - これらのフラッシュ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ます。
- 動作確認済み - これらのフラッシュデバイスは、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、動作することが確認されています。
- 互換性なし - これらのフラッシュデバイスは動作しません。
フラッシュメモリーのタイプ
このセクションでは、インテル® Stratix® 10 デバイスでサポートされているさまざまなフラッシュタイプを紹介します。
QSPI フラッシュ
QSPI フラッシュデバイスには以下のようなメリットがあります。
- 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。
インテル® Stratix® 10 デバイスでは、最大 4 つの Quad SPI フラッシュ・チップ・セレクトを使用できます。FPGA は、チップ・セレクト・ゼロに接続された Quad SPI フラッシュからのみ構成されますが、そのほかはマスストレージとして使用することが可能です。
QSPI フラッシュデバイスの規格にはばらつきがあり、QSPI フラッシュ・コントローラーにはいくつかの制限があります。そのため、インテル® Stratix® 10 との互換性を確認するために、フラッシュデバイスの各ファミリーを個別にテストおよび検証する必要があります。
SD / SDHC / SDXC / MMC / eMMC フラッシュ
SD / SDHC / SDXC / MMC カードには以下のようなメリットがあります。
- 大容量ストレージ
- 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
- 低コスト
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 より信頼性が劣る (ただし、より信頼性の高い産業用バージョンが利用可能)
- 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と比較して、さらに以下のようなメリットがあります。
- 信頼性が向上
- 小型で取り外しができない (はんだ付けされた) パッケージ
インテル® Stratix® 10 デバイスは、以下のフラッシュ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 - バージョン 4.41 準拠
- eMMC - バージョン 4.5 準拠
上記の規格はシンプルで統一されたインターフェイスを公開しているため、準拠するデバイスはすべて機能し、インテル® Stratix 10 との互換性を確認するために個別の部品番号をリストアップする必要はありません。
NAND フラッシュ
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。
- 高いピン数要件 (最低 15 ピンが必要)
- Quad SPI フラッシュに比べ個々のビットの信頼性が低く、エラー訂正や不良ブロックの管理が必要なため、管理が困難
- Quad SPI フラッシュと比較して最大帯域幅が低い
インテル® Stratix® 10 SoC で使用する NAND フラッシュデバイスは、少なくとも以下の要件を満たす必要があります。
- ONFI 1.0 互換性
- x8 および x16 対応
- シングルレベル・セル (SLC) またはマルチレベル・セル (MLC)
- 専用の HPS ピンを介して利用可能な 1 つの ce＃ と rb＃ ピンのペア。FPGA ピンを介して利用可能な 4 つのペア。
- 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) のセクターサイズは、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) にプログラム可能です。
ONFI 規格にはある程度のばらつきがあり、NAND フラッシュ・コントローラーにはいくつかの制限があるため、インテル® Stratix® 10 との互換性を確認するには、フラッシュデバイスの各ファミリーを個別にテストし、検証する必要があります。
対応する SDM コンフィグレーション・フラッシュ・デバイス
このセクションでは、FPGA コンフィグレーションでサポートされているフラッシュデバイスの一覧を示します。
QSPI フラッシュ
QSPI テスト済みおよび対応するフラッシュデバイスのリストは、デバイス構成 - サポートセンターで入手できます。
対応する HPS マスストレージ・フラッシュ・デバイス
このセクションでは、HPS でのマスストレージでサポートされているフラッシュデバイスの一覧を示します。
SD / SDHC / SDXC / MMC / eMMC フラッシュ
SD / SDHC / SDXC / MMC / eMMC フラッシュデバイスは厳格な規格に準拠しており、比較的シンプルで統一されたインターフェイスが公開されています。このため、サポートされている各デバイスで完全な検証を行う必要はありません。サポートされている規格に準拠しているすべてのデバイスが機能します。
現在 HPS でテストおよびサポートされている eMMC デバイスの一覧は以下の通りです。
NAND フラッシュ
現在 HPS でテストおよびサポートされている NAND デバイスの一覧は以下の通りです。