基于易灵思eMMC IP的Linux系统加载方案
eMMC代表嵌入式多媒体卡，主要用于非易失性存储。它弥补了FPGA芯片本身存储能力的不足，为FPGA提供了高集成度、大容量、低成本、易用的“硬盘”或“固态硬盘”解决方案。
Part 01eMMC简介eMMC在FPGA系统中的作用可以概括为：
系统启动：可存储OS镜像
大容量数据存储：记录采集数据、视频、日志
运行操作系统和应用程序
eMMC并不是一个简单的存储芯片。它可以分为三个部分：Flash Memory、Flash Controller 和Interface：
Flash Memory：负责数据存储。
Flash控制器：负责管理NAND Flash的读写、擦除、坏块管理、磨损均衡、纠错等复杂操作。
接口：提供标准化的主机接口，使主机处理器能够像标准设备一样轻松地访问存储。
Part 02易灵思eMMC IP亿林思为用户提供eMMC主机控制器IP（基于eMMC5.1协议）以及配套的Linux驱动。为了方便用户在系统中使用eMMC，亿林思还提供了eMMC Demo工程（基于TJ375N529/TJ375N1156X开发板），实现了将Linux系统写入eMMC以及从eMMC加载Linux系统的功能。
eMMC5.1协议中定义的速率模式如下表所示。依林思eMMC主机控制器IP V1.0最高可实现HS400模式。
Part 03eMMC Demo3.1 写入Linux系统将Linux系统写入eMMC之前，需要执行以下操作： 使用网口从服务器下载Linux系统文件。 使用工具对eMMC进行分区。为了方便上述操作，RISC-V需要先从SD卡启动系统。
Linux系统写入eMMC的具体流程如下图所示：
使用Balena Etcher工具将sdcard.img（包括Linux内核、设备树和文件系统）烧录到SD卡中。
使用Efinity Programmer擦除SPI Flash，并将emmc_linux.hex（包括FPGA比特流、OpenSBI、U-Boot）文件烧录到Flash中，其中FPGA比特流包含引导加载程序（FSBL）文件。
再次上电加载程序后，运行bootloader读取flash中的OpenSBI和U-Boot文件。输入run sd_bootcmd命令引导U-Boot读取SD卡中的Linux内核和设备树并写入DDR内存。然后RISC-V会依次加载Linux内核和设备树。加载成功后，会读取SD卡中的文件系统并挂载到Linux系统中。
通过开发板上的以太网口连接到服务器，下载服务器中的uImage（Linux内核映像）、linux.dtb（设备树blob）、rootfs.tar（根文件系统的tarball）文件并写入SD卡。
使用emmc_programmer脚本从SD卡读取uImage、linux.dtb、rootfs.tar写入eMMC。
3.2 加载Linux系统从eMMC加载Linux系统的流程如下图所示：
开发板上电并加载程序后，运行Bootloader读取Flash中的OpenSBI和U-Boot文件。
引导U-Boot读取eMMC卡中的Linux内核和设备树。
将读取的Linux内核和设备树写入DDR内存。
RISC-V按顺序加载DDR内存中的Linux内核和设备树。加载成功后，读取eMMC卡中的文件系统并挂载到Linux系统中。
如下图，Linux系统加载完毕后，进入系统，执行lsblk命令，可见根系统挂载在第二个eMMC分区上。
在FPGA上成功加载Linux系统后，您将获得一个功能齐全的嵌入式开发环境，可以运行各种应用程序并使用丰富的工具链进行开发，支持从基础开发到高性能计算的广泛需求。
Part 04总结亿林思提供基于eMMC的Linux系统加载解决方案，完善了亿林思RISC-V生态系统，让用户更方便地使用RISC-V上的Linux系统。同时，eMMC作为Linux系统加载介质，具有高可靠性、易用性和性能优势。其一体化设计通过标准化接口和RISC-V架构，简化存储管理，支持Linux系统稳定运行。
易灵思公司介绍
一灵思是一家国内FPGA公司，总部位于深圳前海。公司依托其自主可控的Quantum硬件架构，采用可互换逻辑和布线的XLR结构，实现创新的产品设计和软件算法，赋予FPGA产品低功耗、小体积、高密度、高性能的优势。量产的40nm Trion系列和16nm Titanium系列FPGA产品广泛应用于机器视觉、显示、工控、医疗、汽车、AI、通信等终端领域。
重要产品
Titanium系列FPGA采用增强型Quantum架构，16nm工艺，35K至1,000K逻辑单元，超高性能300-500MHz，最小封装可达3.5mm*3.4mm@60K LE，功耗低至竞争对手的1/4，并拥有丰富的硬核资源。最新产品TJ375现已量产。
