基于Zynq FPGA对雷龙SD NAND的测试

一、SD NAND 特征

1.1 SD 卡简介

雷龙的 SD NAND 有很多型号,在测试中使用的是 CSNP4GCR01-AMW 与 CSNP32GCR01-AOW。芯片是基于 NAND FLASH 和 SD 控制器实现的 SD 卡。具有强大的坏块管理和纠错功能,并且在意外掉电的情况下同样能保证数据的安全。

其特点如下:

  • 接口支持 SD2.0 2 线或 4 线;

  • 电压支持:2.7V-3.6V;

  • 默认模式: 可变时钟速率 0 - 25MHz,高达 12.5 MB/s 的接口速度 (使用 4 条并行数据线)

  • 高速模式: 可变时钟速率 0 - 50MHz,高达 25 MB/s 的接口速度 (使用 4 条并行数据线)

  • 工作温度:-40°C ~ +85°C

  • 存储温度:-55°C ~ +125°C

  • 待机电流小于 250uA

  • 修正内存字段错误;

  • 内容保护机制——符合 SDMI 最高安全标准

  • SDNAND 密码保护 (CMD42 - LOCK_UNLOCK)

  • 采用机械开关的写保护功能

  • 内置写保护功能 (永久和临时)

  • 应用程序特定命令

  • 舒适擦除机制

该 SD 卡支持 SDIO 读写和 SPI 读写,最高读写速度可达 25MB/s,实际读写速度要结合 MCU 和接口情况实测获得。通常在简单嵌入式系统并对读写速度要求不高的情况下,会使用 SPI 协议进行读写。但不管使用 SDIO 还是 SPI 都需要符合相关的协议规范,才能建立相应的文件系统;

1.2 SD 卡 Block 图

该 SD 卡封装为 LGA-8;引脚分配与定义如下;在这里插入图片描述:

image-20241106234505040

二、SD 卡样片

与样片同时寄来的还有转接板,转接板将 LGA-8 封装的芯片转接至 SD 卡封装,这样只需将转接板插入 SD 卡卡槽即可使用。

在这里插入图片描述:

image-20241106234515418

三、Zynq 测试平台搭建

  • 测试平台为 Xilinx 的 Zynq 7020 FPGA 芯片;

  • 板卡:Digilent Zybo Z7

  • Vivado 版本:2018.3

  • 文件系统:FATFS

  • SD 卡接口:SD2.0

3.1 测试流程

本次测试主要针对 4G 和 32G 两个不同容量的 SD 卡,在 Zynq FPGA 上搭建 SD 卡读写回路,从而对 SD 卡读写速度进行测试,并检验读写一致性;

测试流程:

进入测试程序前,首先会对 SD 卡初始化并初始化建立 FATFS 文件系统,随后进入测试 SD 卡测试程序,在测试程序中,会写入一定大小的文件,然后对写入文件的时间进行测量,得到写入时间;然后再将写入的文件读出,测量获得读出时间,并将读出数据与写入数据相比较,检测是否读写出错。

通过写入时间、读出时间可计算得到写入速度、读出速度;将以上过程重复 100 次并打印报告。

image-20241106234559529

3.2 SOC 搭建

硬件搭建框图如下,我们在本次系统中使用 PS 端的 SDIO 接口来驱动 SD NAND 芯片,并通过 UART 向 PC 打印报告;

PL 端的硬件搭建也很简单,只需一个 Timer 定时器来做时间测量;

image-20241106234609128

我们直接使用 Zybo 板卡文件创建一个工程,工程会将 Zybo 具有的硬件资源配置好;

image-20241106234649694

首先点击 setting->IP->Repository->+;添加 Timer IP 核的路径,Timer IP 核会在工程中给出;

image-20241106234708383

点击 Create Block Design 创建 BD 工程

image-20241106234719321

在创建的过程中添加 Zynq 内核;

image-20241106234728015

由于我们使用了板卡文件,所以内核 IP 是配置好的,我们只需稍作修改即可,如果是其他板卡,则需要自行配置 DDR 等配置;

双击内核 IP,点击 Clock Configuration->PL Fabric Clocks,将 FCLK_CLK0 的时钟频率修改为 100Mhz

添加 TimerA IP;

依次点击上方的自动设计,完成 SOC 搭建;

点击 BD 设计,并创建顶层文件

image-20241106235231159

生成比特流文件;

image-20241106235241703

在生成比特流文件后,将其导入 SDK;

点击 Export->Export Hardware,导出硬件;然后点击 Launch SDK 打开 SDK 进行软件设计;

image-20241106235309720

image-20241106235320866

四、软件搭建

在 SDK 中新建一个空白工程;

点击 file -> new -> Application project;

image-20241106235332805

在新建的过程中创建一个 main.c 文件,并在里面编写测试程序如下:

在每次读写开始前,通过 TimerA0_start() 函数开始计时,在读写结束后可以通过 TimerA0_stop() 结束计时,从而测得消耗时间。

相应的 Timer 驱动函数在 user/TimerA_user.c 中定义;

#include "xparameters.h" /_ SDK generated parameters _/
#include "xsdps.h" /_ SD device driver _/
#include "xil_printf.h"
#include "ff.h"
#include "xil_cache.h"
#include "xplatform_info.h"
#include "time.h"
#include "../user/headfile.h"
#define PACK_LEN 32764
static FIL fil; /_ File object _/
static FATFS fatfs;
static char FileName[32] = "Test.txt";
static char \*SD_File;
char DestinationAddress[PACK_LEN] ;
char txt[1024];
char test_buffer[PACK_LEN];
void TimerA0_init()
{TimerA_reset(TimerA0);//reset timerA deviceTimerA_Set_Clock_Division(TimerA0,100);//divide clock as 100000000/100 = 1MhzTimerA_Stop_Counter(TimerA0);//stop timerA
}
void TimerA0_start()
{TimerA_SetAs_CONTINUS_Mode(TimerA0);
}
void TimerA0_stop()
{TimerA_Stop_Counter(TimerA0);
}
uint32 SDCard_test()
{uint8 Res;uint32 NumBytesRead;uint32 NumBytesWritten;uint32 BuffCnt;uint8 work[FF_MAX_SS];uint32 take_time=0;uint32 speed = 0;uint32 test_time = 0;uint32 w_t=0;uint32 r_t=0;float wsum = 0;float rsum = 0;TCHAR *Path = "0:/";for(int i=0;i<PACK_LEN;i++){test_buffer[i] = 'a';}Res = f_mount(&fatfs, Path, 0);if (Res != FR_OK) {return XST_FAILURE;}Res = f_mkfs(Path, FM_FAT32, 0, work, sizeof work);if (Res != FR_OK) {return XST_FAILURE;}SD_File = (char *)FileName;Res = f_open(&fil, SD_File, FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE | FA_READ);if (Res) {return XST_FAILURE;}Res = f_lseek(&fil, 0);if (Res) {return XST_FAILURE;}while(1){TimerA_reset(TimerA0);TimerA0_start();Res = f_write(&fil, (const void*)test_buffer, PACK_LEN,&NumBytesWritten);TimerA0_stop();take_time = TimerA_Read_Counter_Register(TimerA0);w_t+=take_time;xil_printf("--------------------------------\n");xil_printf("take time:%d us\n",take_time);speed = PACK_LEN*(1000000/((float)(take_time)));sprintf(txt,"write speed:%.2f MB/s\n",(float)(speed)/1024/1024);wsum = wsum+speed;xil_printf(txt);xil_printf("--------------------------------\n");if (Res) {return XST_FAILURE;}Res = f_lseek(&fil, 0);if (Res) {return XST_FAILURE;}TimerA_reset(TimerA0);TimerA0_start();Res = f_read(&fil, (void*)DestinationAddress, PACK_LEN,&NumBytesRead);TimerA0_stop();take_time = TimerA_Read_Counter_Register(TimerA0);r_t+=take_time;xil_printf("--------------------------------\n");xil_printf("take time:%d us\n",take_time);speed = PACK_LEN*(1000000/((float)(take_time)));sprintf(txt,"read speed:%.2f MB/s\n",(float)(speed)/1024/1024);rsum = rsum+speed;xil_printf(txt);xil_printf("--------------------------------\n");if (Res) {return XST_FAILURE;}for(BuffCnt = 0; BuffCnt < PACK_LEN; BuffCnt++){if(test_buffer[BuffCnt] != DestinationAddress[BuffCnt]){xil_printf("%dno",BuffCnt);return XST_FAILURE;}}xil_printf("test num:%d data check right!\n",test_time+1);test_time++;if(test_time==100){sprintf(txt,"Total write: %.2f KB,Take time:%.2f ms, Write speed:%.2f MB/s\n",PACK_LEN*100/1024.0,w_t/100.0/1000.0,wsum/100/1024/1024);xil_printf(txt);sprintf(txt,"Total read: %.2f KB,Take time:%.2f ms, Read speed:%.2f MB/s\n",PACK_LEN*100/1024.0,r_t/100.0/1000.0,rsum/100/1024/1024);xil_printf(txt);Res = f_close(&fil);if (Res) {return XST_FAILURE;}return 0;}}
}
int main(void)
{TimerA0_init();SDCard_test();xil_printf("finish");return 0;
}

五、测试结果

经测试,两种型号的芯片读写速度如下图表所示。

其 SD NAND 的读写速度随着读写数据量的增加而增加,并且读速率大于写速率,这符合 SD 卡的特性;

对比两种型号 SD NAND 芯片,发现 CSNP32GCR01-AOW 型号具有更高的读写速度;

六、总结

本来打算拿这些样片去试试信息安全领域是否有所应用,但发现其似乎内置了复位或初始化,导致无法提取上电时的不确定值,故无法提取该 SD NAND 的物理不可克隆特性,所以这方面的测试无法进行;

对于芯片正常读写的测试结果,还是很让人满意的,芯片的价格也很合理。并且 LGA-8 封装更适合无卡槽的嵌入式开发板设计,在一定的应用领域有着简化硬件设计、减小硬件面积的功能。

官网体验

最后贴上测试工程的链接,还迎复现实验: https://gitee.com/gewenjie_host/sd_-nand_-zynq700_test

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.xdnf.cn/news/5928.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系一条长河网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Spring Boot框架下的教育导师匹配系统

第一章 绪论 1.1 选题背景 如今的信息时代&#xff0c;对信息的共享性&#xff0c;信息的流通性有着较高要求&#xff0c;尽管身边每时每刻都在产生大量信息&#xff0c;这些信息也都会在短时间内得到处理&#xff0c;并迅速传播。因为很多时候&#xff0c;管理层决策需要大量信…

鉴源实验室·加密技术在汽车系统中的应用

随着汽车技术的快速发展&#xff0c;现代汽车已经不再是简单的交通工具&#xff0c;而是融合了多种智能功能的移动终端。无论是自动驾驶、车联网&#xff08;V2X&#xff09;&#xff0c;还是车内娱乐系统&#xff0c;数据传输和存储已经成为汽车生态系统中的关键环节。然而&am…

Oracle数据库是什么?

Oracle Database&#xff0c;又名 Oracle RDBMS&#xff0c;简称 Oracle。Oracle 数据库系统是美国 Oracle 公司&#xff08;甲骨文&#xff09;提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品&#xff0c;是目前最流行的客户/服务器&#xff08;client/server&#xff09;或B/S体系…

利用Docker Compose构建微服务架构

&#x1f493; 博客主页&#xff1a;瑕疵的CSDN主页 &#x1f4dd; Gitee主页&#xff1a;瑕疵的gitee主页 ⏩ 文章专栏&#xff1a;《热点资讯》 利用Docker Compose构建微服务架构 引言 Docker Compose 简介 安装 Docker Compose 创建项目结构 编写 Dockerfile 前端 Dockerf…

macOS15.1及以上系统bug:开发者证书无法打开,钥匙串访问无法打开一直出现图标后立马闪退

团队紧跟苹果最新系统发现bug:今日设备信息如下,希望能带给遇到这个问题的开发者一点帮助。 错误图如下: 点击证书文件后,先出现钥匙串访问图标,后立马闪退消失 中间试过很多方法,都是一样的表现,最后好在解决了,看网上也没有相关的帖子,这里直接写解决办法和导致原因…

牵手APP引领交友新风尚,多元匹配助力寻找心仪伴侣

第54次《中国互联网络发展状况统计报告》数据显示&#xff0c;截至2024年6月&#xff0c;我国网民规模近11亿人&#xff0c;互联网普及率达78.0%。网络平台的普及&#xff0c;在便捷生活的同时&#xff0c;也衍生出一系列全新的领域与服务生态。如今&#xff0c;线上交友作为一…

C#WPF使用CommunityToolkit.Mvvm库

C#WPF之快速理解MVVM模式 接上篇介绍MVVM&#xff0c;这里使用相关库介绍MVVM。 CommunityToolkit.Mvvm CommunityToolkit.Mvvm介绍 CommunityToolkit.Mvvm是Microsoft Community Toolkit的一部分&#xff0c;它是一个轻量级但功能强大的MVVM&#xff08;Model-View-ViewMod…

Pr 视频效果:ASC CDL

视频效果/颜色校正/ASC CDL Color Correction/ASC CDL ASC CDL ASC CDL效果通过对红、绿、蓝三个原色通道的独立调整&#xff0c;实现对图像色彩的精确控制。在此基础上&#xff0c;还可用于调整处理后图像的整体饱和度。 ◆ ◆ ◆ 效果选项说明 斜率 Slope、偏移 Offset和功…

【Linux】网络编程:应用层协议—HTTP协议(超详细)

目录 一、HTTP协议概念 HTTP协议的基本概念 HTTP的工作流程 二、认识URL URL 的基本结构 URLencode与URLdecode 三、认识HTTP协议 四、HTTP请求格式 1. 请求行&#xff08;Request Line&#xff09; 2. 请求报头&#xff08;Request Headers&#xff09; 3. 空行&a…

kelp protocol

道阻且长,行而不辍,未来可期 有很长一段时间我都在互联网到处拾金,but,东拼西凑的,总感觉不踏实,最近在老老实实的看官方文档 & 阅读白皮书 &看合约,挑拣一些重要的部分配上官方的证据,和过路公主or王子分享一下,愿我们早日追赶上公司里那些可望不可及大佬们。…

鸿蒙ArkTS中的布局容器组件(Scroll、List、Tabs)

1、Scroll组件 Scroll组件是一个可滚动的容器组件&#xff0c;用于在子组件的布局尺寸超过父组件尺寸时提供滚动功能。它允许在其内部容纳超过自身显示区域的内容&#xff0c;并通过滚动机制来查看全部内容。这对于显示大量信息&#xff08;如长列表、长篇文本或大型图像等&…

【Qt聊天客户端-min_Bug】客户端请求失败分析

1. 问题复现 问题出现的背景&#xff1a;编写同意好友请求websocket通知功能时&#xff0c;电脑异常断电后&#xff0c;重启项目出现该为Bug 服务端日志 客户端发送请求 客户端日志 2. 排查 307行日志正常打印&#xff0c;说明请求发送的没有问题&#xff0c;开始排查连接问…

推荐一款PowerPoint转Flash工具:iSpring Suite

iSpring Suite是一款PowerPoint转Flash工具&#xff0c;使用iSpring Suite 8可以轻松的将PPT演示文档转换为对Web友好的Flash影片格式。软件界面简洁&#xff0c;使用方便。为什么要转换成flash格式呢?Flash格式的最大特点是体积小巧、易于分发&#xff0c;兼容所有的操作系统…

有的网站是通过js控制页面新打开一个tab页的,但是我想通过注入js脚本修改为在当前页面打开

如果网站通过 JavaScript 控制在新标签页中打开页面&#xff08;例如使用 window.open()&#xff09;&#xff0c;你可以通过注入脚本来修改其行为&#xff0c;使其在当前页面打开。 解决方案 你可以通过覆盖 window.open 函数来强制将所有新页面在当前窗口中打开。以下是一个…

论文阅读笔记:DRCT: Saving Image Super-Resolution away from Information Bottleneck

论文阅读笔记&#xff1a;DRCT: Saving Image Super-Resolution away from Information Bottleneck 1 背景1.1 问题1.2 本文提出的方法 2 创新点3 方法4 模块4.1 问题描述4.2 深度特征提取模块4.3 同任务渐进式训练策略 5 效果5.1 和SOTA方法对比 论文&#xff1a;https://arxi…

TQZC706开发板教程:ADRV9009观测双通道接收波形

本例程使用ZC706加ADRV9009修改HDL项目&#xff0c;在vivaod中使用ila实时抓取两路接收波形。 将网盘链接中的BOO.BIN文件复制到SD卡中&#xff0c;插入开发板&#xff0c;并将开发板的启动模式设置为SD卡启动。插入电源&#xff0c;JTAG和串口。 在NO-OS的ADRV9009的项目中&am…

物联优化汽车齿轮锻造

在汽车齿轮的锻造工艺中&#xff0c;锻造温度、锻造压力与行程、锻造速度与锤击方式以及热处理工艺等核心参数扮演着举足轻重的角色。这些参数的精准控制与实时监测&#xff0c;对于提升生产效率、确保产品质量、削减生产成本以及推动生产智能化转型具有不可估量的价值。明达技…

低代码解锁跨平台应用开发新境界

数字化转型中&#xff0c;企业面临应用开发挑战&#xff0c;低代码平台成为理想选择。ZohoCreator提供统一开发环境、拖拽设计、预置模板等&#xff0c;支持高效构建跨平台应用&#xff0c;确保数据安全与合规&#xff0c;助力企业数字化转型。 一、低代码平台是什么&#xff1…

华为云低代码AstroZero技巧教学8:表单提交限制功能设置

活动运营人员在设置活动报名表单中通常会对表单提交设置时间限制&#xff0c;以此确保用户只能在活动开始前的一定时间内提交报名信息&#xff1b;也会通过人员限制&#xff08;如限制报名人数或特定人群&#xff09;来控制活动的参与度和质量。这是表单应用在工作中的一个典型…

计算机网络:网络层 —— 移动 IP 技术

文章目录 IPv6IPv6 的诞生背景主要优势IPv6引进的主要变化 IPv6数据报的基本首部IPv6数据报首部与IPv4数据报首部的对比 IPv6数据报的拓展首部IPv6地址IPv6地址空间大小IPv6地址的表示方法 IPv6地址的分类从IPv4向IPv6过渡使用双协议栈使用隧道技术 网际控制报文协议 ICMPv6ICM…