Microchip UG0881 PolarFire SoC FPGA Yükləmə və Konfiqurasiya
Zəmanət
Microsemi buradakı məlumat və ya məhsul və xidmətlərinin hər hansı xüsusi məqsəd üçün uyğunluğu ilə bağlı heç bir zəmanət, təqdimat və ya zəmanət vermir, nə də Microsemi hər hansı məhsul və ya sxemin tətbiqi və ya istifadəsi nəticəsində yaranan heç bir məsuliyyəti öz üzərinə götürmür. Burada satılan məhsullar və Microsemi tərəfindən satılan hər hansı digər məhsullar məhdud sınaqdan keçmişdir və kritik avadanlıq və ya tətbiqlərlə birlikdə istifadə edilməməlidir. İstənilən performans spesifikasiyalarının etibarlı olduğuna inanılır, lakin yoxlanılmır və Alıcı məhsulların bütün performansını və digər sınaqlarını təkbaşına və hər hansı son məhsullarla birlikdə və ya quraşdırılmış sınaqdan keçirməli və tamamlamalıdır. Alıcı Microsemi tərəfindən təqdim edilən hər hansı məlumat və performans spesifikasiyasına və ya parametrlərinə etibar etməməlidir. İstənilən məhsulların uyğunluğunu müstəqil şəkildə müəyyən etmək və onu sınaqdan keçirmək və yoxlamaq Alıcının məsuliyyətidir. Microsemi tərəfindən burada təqdim edilən məlumat "olduğu kimi, haradadır" və bütün nasazlıqlarla təmin edilir və bu cür məlumatlarla bağlı bütün risk tamamilə Alıcının üzərinə düşür. Microsemi açıq və ya dolayısı ilə heç bir tərəfə hər hansı bir patent hüququnu, lisenziyasını və ya hər hansı digər ƏM hüquqlarını, istər bu cür məlumatın özü ilə, istərsə də belə məlumatla təsvir olunan hər hansı bir şeylə bağlı heç bir şey vermir. Bu sənəddə təqdim olunan məlumat Microsemi-yə məxsusdur və Microsemi istənilən vaxt xəbərdarlıq etmədən bu sənəddəki məlumatlara və ya məhsul və xidmətlərə hər hansı dəyişiklik etmək hüququnu özündə saxlayır.
Microsemi haqqında
Microchip Technology Inc.-in (Nasdaq: MCHP) tam mülkiyyətində olan törəmə şirkəti olan Microsemi aerokosmik və müdafiə, rabitə, məlumat mərkəzi və sənaye bazarları üçün yarımkeçirici və sistem həllərinin əhatəli portfelini təklif edir. Məhsullara yüksək performanslı və radiasiya ilə bərkidilmiş analoq qarışıq siqnallı inteqral sxemlər, FPGA-lar, SoC-lər və ASIC-lər daxildir; enerji idarəetmə məhsulları; vaxt və sinxronizasiya cihazları və dəqiq vaxt həlləri, zaman üçün dünya standartını təyin etmək; səs emal cihazları; RF həlləri; diskret komponentlər; müəssisə saxlama və kommunikasiya həlləri, təhlükəsizlik texnologiyaları və miqyaslana bilən anti-tamper məhsulları; Ethernet həlləri; Power-over-Ethernet IC-lər və midspanlar; eləcə də fərdi dizayn imkanları və xidmətləri. Ətraflı məlumat əldə edin www.microsemi.com.
Yükləmə və Konfiqurasiya
PolarFire SoC FPGA-ları işə salındıqda və sıfırlanarkən etibarlı gücün qoşulmasını təmin etmək üçün qabaqcıl gücləndirmə sxemindən istifadə edir. Gücləndirmə və sıfırlama zamanı PolarFire SoC FPGA-nın işə salınma ardıcıllığı Power-on sıfırlama (POR), Cihazın açılışı, Dizayn başlanğıcı, Mikronəzarətçi Alt Sistemi (MSS) öncədən yükləmə və MSS istifadəçi açılışını izləyir. Bu sənəd MSS-dən əvvəl yükləmə və MSS İstifadəçi Yükləməsini təsvir edir. POR, Cihazın açılışı və dizaynın işə salınması haqqında məlumat üçün UG0890: PolarFire SoC FPGA Power-Up və Sıfırlama İstifadəçi Təlimatına baxın.
MSS funksiyaları haqqında daha çox məlumat üçün bax UG0880: PolarFire SoC MSS İstifadəçi Təlimatı.
Yükləmə ardıcıllığı
Yükləmə ardıcıllığı PolarFire SoC FPGA işə salındıqda və ya sıfırlandıqda başlayır. Prosessor proqram proqramını icra etməyə hazır olduqda başa çatır. Bu yükləmə ardıcıllığı bir neçə saniyədən keçirtagproqramların icrasına başlamazdan əvvəl.
Yükləmə prosesi zamanı bir sıra əməliyyatlar yerinə yetirilir ki, bura avadanlığın işə salınması ilə sıfırlanması, periferik qurğuların işə salınması, yaddaşın işə salınması və istifadəçi tərəfindən müəyyən edilmiş proqramın icra üçün qeyri-sabit yaddaşdan uçucu yaddaşa yüklənməsi daxildir.
Aşağıdakı şəkildə Boot-up ardıcıllığının müxtəlif mərhələləri göstərilir.
Şəkil 1 Yükləmə ardıcıllığı
MSS Önyükləmə
Design Initialization uğurla başa çatdıqdan sonra MSS Pre-boot onun icrasına başlayır. Bütün normal işə salma prosedurları tamamlandıqdan sonra MSS sıfırlamadan buraxılır. Sistem nəzarətçisi cihazların proqramlaşdırılmasını, işə salınmasını və konfiqurasiyasını idarə edir. Proqramlaşdırılmış cihaz sistem nəzarətçisinin dayandırılması rejimi üçün konfiqurasiya olunarsa, MSS Önyükləmə baş vermir.
MSS-nin yükləmədən əvvəl işə salınması mərhələsi sistem nəzarətçisinin proqram təminatı ilə əlaqələndirilir, baxmayaraq ki, o, yüklənmədən əvvəl ardıcıllığın müəyyən hissələrini yerinə yetirmək üçün MSS Əsas Kompleksində E51-dən istifadə edə bilər.
Aşağıdakı hadisələr MSS-in yüklənməsindən əvvəl baş verirtage:
- MSS quraşdırılmış Qeyri-Uçucu Yaddaşın (eNVM) gücləndirilməsi
- MSS Core Complex L2 keşi ilə əlaqəli ehtiyat təmirinin işə salınması
- İstifadəçi açılış kodunun identifikasiyası (Əgər İstifadəçi Təhlükəsiz yükləmə seçimi aktivdirsə)
- Əməliyyat MSS-ni İstifadəçi Yükləmə koduna təhvil verin
MSS Core Kompleksi dörd rejimdən birində işə salına bilər. Aşağıdakı cədvəldə sNVM-də konfiqurasiya oluna və proqramlaşdırıla bilən MSS-nin yüklənmədən əvvəl seçimləri göstərilir. Yükləmə rejimi U_MSS_BOOTMODE[1:0] istifadəçi parametri ilə müəyyən edilir. Əlavə yükləmə konfiqurasiyası məlumatları rejimdən asılıdır və istifadəçi parametri U_MSS_BOOTCFG ilə müəyyən edilir (bax Cədvəl 3, səhifə 4 və Cədvəl 5, səhifə 6).
Cədvəl 1 • MSS Core Kompleks Yükləmə Rejimləri
| U_MSS_BOOTMODE[1:0] | Rejim | Təsvir |
| 0 | Boş yükləmə | MSS konfiqurasiya edilmədikdə, MSS Core Complex açılış ROM-dan yüklənir |
| 1 | Təhlükəsiz yükləmə | MSS Core Complex birbaşa U_MSS_BOOTADDR tərəfindən müəyyən edilmiş ünvandan yüklənir |
| 2 | İstifadəçi təhlükəsiz yükləmə | MSS Core Complex sNVM-dən yüklənir |
| 3 | Zavod təhlükəsiz yükləmə | MSS Core Complex zavodun təhlükəsiz açılış protokolundan istifadə edərək yüklənir |
Yükləmə seçimi Libero dizayn axınının bir hissəsi kimi seçilir. Rejimin dəyişdirilməsi yalnız yeni FPGA proqramlaşdırmasının yaradılması ilə əldə edilə bilər file.
Şəkil 2 • MSS Pre-boot Flow 
Boş Yükləmə
MSS konfiqurasiya edilməyibsə (məsample, boş cihaz), sonra MSS Core Kompleksi, sazlayıcı hədəfə qoşulana qədər bütün prosessorları sonsuz bir döngədə saxlayan açılış ROM proqramını icra edir. Yükləmə vektoru registrləri cihaz sıfırlanana və ya yeni yükləmə rejimi konfiqurasiyası proqramlaşdırılana qədər öz dəyərini saxlayır. Konfiqurasiya edilmiş cihazlar üçün bu rejim istifadə edərək həyata keçirilə bilər
U_MSS_BOOTMODE=Libero konfiquratorunda 0 yükləmə seçimi.
Qeyd: Bu rejimdə U_MSS_BOOTCFG istifadə edilmir.
Aşağıdakı rəqəm Boş yükləmə axınını göstərir.
Şəkil 3 • Boş yükləmə axını
Təhlükəsiz Yükləmə
Bu rejimdə MSS Core Kompleksi müəyyən edilmiş eNVM ünvanından autentifikasiya olmadan icra olunur. Bu, ən sürətli yükləmə seçimini təmin edir, lakin kod şəklinin identifikasiyası yoxdur. Ünvan Libero Konfiquratorunda U_MSS_BOOTADDR təyin etməklə müəyyən edilə bilər. Bu rejim həm də FIC vasitəsilə istənilən FPGA Fabric yaddaş resursundan yükləmək üçün istifadə edilə bilər. Bu rejim istifadə edərək həyata keçirilir
U_MSS_BOOTMODE=1 yükləmə seçimi.
MSS Əsas Kompleksi U_MSS_BOOTCFG (aşağıdakı cədvəldə göstərildiyi kimi) tərəfindən müəyyən edilmiş yükləmə vektorları ilə sıfırlamadan azad edilir.
Cədvəl 2 • U_MSS_BOOTCFG Təhlükəsiz Yükləmə Rejimində İstifadə 1
| Ofset (bayt) |
Ölçü (bayt) |
ad |
Təsvir |
| 0 | 4 | BOOTVEC0 | E51 üçün yükləmə vektoru |
| 4 | 4 | BOOTVEC1 | U540 üçün yükləmə vektoru |
| 8 | 4 | BOOTVEC2 | U541 üçün yükləmə vektoru |
| 16 | 4 | BOOTVEC3 | U542 üçün yükləmə vektoru |
| 20 | 4 | BOOTVEC4 | U543 üçün yükləmə vektoru |
Aşağıdakı şəkildə təhlükəsiz olmayan yükləmə axını göstərilir.
Şəkil 4 • Təhlükəsiz Yükləmə axını
İstifadəçi Təhlükəsiz Yükləmə
Bu rejim istifadəçiyə öz fərdi təhlükəsiz açılışını həyata keçirməyə imkan verir və istifadəçinin təhlükəsiz açılış kodu sNVM-də yerləşdirilir. sNVM 56 KB qeyri-uçucu yaddaşdır və daxili Fiziki Klonlamayan Funksiya (PUF) ilə qorunur. ROM kimi qeyd olunan sNVM səhifələri dəyişməz olduğu üçün bu yükləmə metodu təhlükəsiz hesab olunur. Güc işə salındıqda, sistem nəzarətçisi istifadəçinin təhlükəsiz yükləmə kodunu sNVM-dən E51 Monitor nüvəsinin Data Sıx İnteqrasiya Edilmiş Yaddaşına (DTIM) köçürür. E51 istifadəçi təhlükəsiz yükləmə kodunu icra etməyə başlayır.
Əgər istifadəçi təhlükəsiz yükləmə kodunun ölçüsü DTIM-in ölçüsündən çoxdursa, istifadəçi yükləmə kodunu iki saniyəyə bölməlidir.tages. sNVM-də növbəti s ola bilərtagNövbəti yükləmənin identifikasiyasını həyata keçirə bilən istifadəçi yükləmə ardıcıllığının etage istifadəçi autentifikasiyası/şifrənin açılması alqoritmindən istifadə etməklə.
Doğrulanmış və ya şifrələnmiş səhifələr istifadə edilərsə, eyni USK açarı (yəni,
U_MSS_BOOT_SNVM_USK) bütün təsdiqlənmiş/şifrlənmiş səhifələr üçün istifadə edilməlidir.
Doğrulama uğursuz olarsa, MSS Əsas Kompleksi sıfırlamaya yerləşdirilə bilər və BOOT_FAIL tampbayraq qaldırıla bilər. Bu rejim U_MSS_BOOTMODE=2 yükləmə seçimindən istifadə etməklə həyata keçirilir.
Cədvəl 3 • U_MSS_BOOTCFG İstifadəçi Təhlükəsiz Yükləmədə İstifadəsi
| Ofset (bayt) | Ölçü (bayt) | ad | Təsvir |
| 0 | 1 | U_MSS_BOOT_SNVM_PAGE | SNVM-də başlanğıc səhifəsi |
| 1 | 3 | QORUNMUŞDUR | Düzəliş üçün |
| 4 | 12 | U_MSS_BOOT_SNVM_USK | Doğrulanmış/şifrlənmiş səhifələr üçün |
Aşağıdakı rəqəm istifadəçinin təhlükəsiz yükləmə axınını göstərir.
Şəkil 5 • İstifadəçi Təhlükəsiz Yükləmə Akışı
Zavod Təhlükəsiz Yükləmə
Bu rejimdə sistem nəzarətçisi eNVM-dən Təhlükəsiz Yükləmə Şəkil Sertifikatını (SBIC) oxuyur və SBIC-ni təsdiqləyir. Uğurlu yoxlamadan sonra Sistem Nəzarətçisi zavodun təhlükəsiz açılış kodunu şəxsi, təhlükəsiz yaddaş sahəsindən kopyalayır və onu E51 Monitor nüvəsinin DTIM-ə yükləyir. Defolt təhlükəsiz yükləmə eNVM-də saxlanılan SBIC-dən istifadə edərək eNVM təsvirində imza yoxlamasını həyata keçirir. Heç bir səhv bildirilmirsə, sıfırlama MSS Əsas Kompleksinə buraxılır. Səhvlər bildirilərsə, MSS Əsas Kompleksi sıfırlanır və BOOT_FAIL tampbayraq qaldırılır. Sonra sistem nəzarətçisi aktivləşdirilirampistifadəçi hərəkəti üçün FPGA toxumasına siqnal verən bayraq. Bu rejim U_MSS_BOOTMODE=3 yükləmə seçimindən istifadə etməklə həyata keçirilir.
SBIC qorunan binar blobun ünvanını, ölçüsünü, hashını və Elliptik Əyri Rəqəmsal İmza Alqoritmini (ECDSA) imzasını ehtiva edir. ECDSA elliptik əyri kriptoqrafiyadan istifadə edən Rəqəmsal İmza Alqoritminin variantını təklif edir. O, həmçinin hər bir Avadanlıq üçün sıfırlama vektorunu ehtiva edir
sistemdəki mövzu/nüvə/prosessor nüvəsi (Hart).
Cədvəl 4 • Təhlükəsiz Yükləmə Şəkil Sertifikatı (SBIC)
| Ofset | Ölçü (bayt) | Dəyər | Təsvir |
| 0 | 4 | IMAGEADDR | MSS yaddaş xəritəsində UBL ünvanı |
| 4 | 4 | IMAGELEN | Baytlarda UBL ölçüsü |
| 8 | 4 | BOOTVEC0 | E51 üçün UBL-də yükləmə vektoru |
| 12 | 4 | BOOTVEC1 | U540 üçün UBL-də yükləmə vektoru |
| 16 | 4 | BOOTVEC2 | U541 üçün UBL-də yükləmə vektoru |
| 20 | 4 | BOOTVEC3 | U542 üçün UBL-də yükləmə vektoru |
| 24 | 4 | BOOTVEC4 | U543 üçün UBL-də yükləmə vektoru |
| 28 | 1 | OPSİYONLAR[7:0] | SBIC variantları |
| 28 | 3 | QORUNMUŞDUR | |
| 32 | 8 | VERSİYA | SBIC/Şəkil versiyası |
| 40 | 16 | DSN | İsteğe bağlı DSN bağlaması |
| 56 | 48 | H | UBL şəkli SHA-384 hash |
| 104 | 104 | KODESİQ | DER kodlu ECDSA imzası |
| Cəmi | 208 | Bayt |
DSN
DSN sahəsi sıfırdan fərqlidirsə, o, cihazın öz seriya nömrəsi ilə müqayisə edilir. Müqayisə uğursuz olarsa, boot_fail tamper bayrağı qoyulur və autentifikasiya dayandırılır.
VERSİYA
Əgər SBIC ləğvi U_MSS_REVOCATION_ENABLE tərəfindən aktivləşdirilibsə, VERSION dəyəri ləğvetmə həddindən böyük və ya ona bərabər olmadıqda, SBIC rədd edilir.
SBIC LƏĞV OPSİYASI
Əgər SBIC ləğvi U_MSS_REVOCATION_ENABLE tərəfindən aktivləşdirilibsə və OPTIONS[0] '1'dirsə, VERSION-dan aşağı olan bütün SBIC versiyaları SBIC-nin tam autentifikasiyasından sonra ləğv edilir. Ləğv etmə həddi OPTIONS[0] = '1' və daha yüksək VERSION sahəsi ilə gələcək SBIC ilə yenidən artırılana qədər yeni dəyərdə qalır. Ləğvetmə həddi yalnız bu mexanizmdən istifadə etməklə artırıla bilər və yalnız bit axını ilə sıfırlana bilər.
Ləğvetmə həddi dinamik olaraq yeniləndikdə, hədd keçid kodları üçün istifadə edilən lazımsız yaddaş sxemindən istifadə etməklə saxlanılır ki, cihazın yüklənməsi zamanı elektrik kəsilməsi cihazın sonrakı yüklənməsinin uğursuzluğuna səbəb olmasın. Ləğvetmə həddinin yenilənməsi uğursuz olarsa, hədd dəyərinin ya yeni, ya da əvvəlki dəyər olduğuna zəmanət verilir.
Cədvəl 5 • U_MSS_BOOTCFG Zavod Yükləmə Rejimində İstifadəsi
| Ofset (bayt) |
Ölçü (bayt) |
ad |
Təsvir |
| 0 | 4 | U_MSS_SBIC_ADDR | MSS ünvan məkanında SBIC ünvanı |
| 4 | 4 | U_MSS_REVOCATION_ENABLE | Sıfır deyilsə, SBIC ləğvini aktivləşdirin |
Aşağıdakı şəkildə zavodun təhlükəsiz yükləmə axını göstərilir.
Şəkil 6 • Zavod Təhlükəsiz Yükləmə axını
MSS İstifadəçi Yükləməsi
İdarəetmə Sistem Nəzarətçisindən MSS Əsas Kompleksinə verildikdə MSS istifadəçisinin yüklənməsi baş verir. Uğurlu MSS əvvəlcədən yükləndikdən sonra sistem nəzarətçisi MSS Əsas Kompleksinə sıfırlamanı buraxır. MSS aşağıdakı yollardan biri ilə işə salına bilər:
- Çılpaq metal tətbiqi
- Linux Tətbiqi
- AMP Ərizə
Çılpaq metal tətbiqi
PolarFire SoC üçün çılpaq metal tətbiqləri SoftConsole alətindən istifadə etməklə hazırlana bilər. Bu alət çıxışı təmin edir files proqramlaşdırma bit axınına daxil etmək üçün Libero axınında istifadə edilə bilən .hex şəklində file. Eyni alətdən JTAG
interfeys.
Aşağıdakı şəkildə, E51 Monitor nüvəsi də daxil olmaqla beş hart (Cores) olan SoftConsole Bare Metal tətbiqi göstərilir.
Şəkil 7 • SoftConsole Layihəsi 
Linux Tətbiqi
Bu bölmə bütün U54 nüvələrində işləyən Linux üçün yükləmə ardıcıllığını təsvir edir.
Tipik bir yükləmə prosesi üç saniyədən ibarətdirtages. İlk stage yükləmə yükləyicisi (FSBL) çipdə olan Yükləmə flaşından (eNVM) icra olunur. FSBL ikinci s yükləyirtagyükləmə cihazından xarici RAM və ya Cache-ə yükləmə yükləyicisi (SSBL). Yükləmə cihazı eNVM və ya quraşdırılmış yaddaş mikrokontrolleri (eMMC) və ya xarici SPI Flash ola bilər. SSBL Linux əməliyyat sistemini yükləmə cihazından xarici RAM-a yükləyir. Üçüncü stage, Linux xarici RAM-dan icra olunur.
Aşağıdakı şəkildə Linux Boot Process axını göstərilir.
Şəkil 8 • Tipik Linux Yükləmə Proses axını
FSBL, Cihaz ağacı, Linux və YOCTO quruluşunun təfərrüatları, Linux-un necə qurulması və konfiqurasiyası bu sənədin gələcək buraxılışında təqdim olunacaq.
AMP Ərizə
Libero MSS Konfiquratorunun təfərrüatlı təsviri və SoftConsole-dan istifadə edərək çoxprosessorlu proqramların debug edilməsi bu sənədin gələcək buraxılışında təqdim olunacaq.
Müxtəlif Yükləmə Mənbələri
Bu sənədin gələcək versiyalarında yenilənəcək.
Yükləmə Konfiqurasiyası
Bu sənədin gələcək versiyalarında yenilənəcək.
Akronimlər
Bu sənəddə aşağıdakı akronimlərdən istifadə olunur.
Cədvəl 1 • Akronimlərin siyahısı
Qısaltma Genişləndirildi
- AMP Asimmetrik Çox emal
- DTİM Data Sıx İnteqrasiya edilmiş Yaddaş (həmçinin SRAM adlanır)
- ECDSA Elliptik Əyri Rəqəmsal İmza Alqoritmi
- eNVM quraşdırılmış Qeyri-Uçucu Yaddaş
- FSBL Əvvəlcə Stage Yükləyici
- Hart Aparat ipi/nüvə/prosessor nüvəsi
- MSS Mikroprosessor alt sistemi
- POR Gücü yandırın Sıfırlayın
- PUF Fiziki cəhətdən klonlana bilməyən funksiya
- ROM Yalnız oxumaq üçün yaddaş
- SCB Sistem Nəzarətçi Körpüsü
- sNVM Təhlükəsiz Uçucu Yaddaş
Təftiş Tarixçəsi
Təftiş tarixçəsi sənəddə həyata keçirilən dəyişiklikləri təsvir edir. Dəyişikliklər cari nəşrdən başlayaraq yenidən nəzərdən keçirilir.
Reviziya 2.0
Aşağıda bu təftişdə edilən dəyişikliklərin xülasəsi verilmişdir.
- Factory Secure Boot haqqında məlumat yeniləndi.
- Bare Metal tətbiqi haqqında məlumat yeniləndi.
Reviziya 1.0
Bu sənədin ilk nəşri.
Microsemi Baş Qərargahı
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 ABŞ
ABŞ daxilində: +1 800-713-4113
ABŞ xaricində: +1 949-380-6100
Satış: +1 949-380-6136
Faks: +1 949-215-4996
E-poçt: sales.support@microsemi.com
www.microsemi.com
©2020 Microsemi, Microchip Technology Inc-in tam mülkiyyətində olan törəmə şirkəti. Bütün hüquqlar qorunur. Microsemi və Microsemi loqosu Microsemi Korporasiyasının qeydə alınmış ticarət nişanlarıdır. Bütün digər ticarət nişanları və xidmət nişanları müvafiq sahiblərinin mülkiyyətidir.
Sənədlər / Resurslar
 |
Microchip UG0881 PolarFire SoC FPGA Yükləmə və Konfiqurasiya [pdf] İstifadəçi təlimatı UG0881 PolarFire SoC FPGA Yükləmə və Konfiqurasiya, UG0881, PolarFire SoC FPGA Yükləmə və Konfiqurasiya, Yükləmə və Konfiqurasiya |
