DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA greška
Detekcija i korekcija seram memorije
Uputstvo za upotrebu

©2021 Microsemi, podružnica u potpunom vlasništvu Microchip Technology Inc. Sva prava zadržana. Microsemi i Microsemi logo su registrovani zaštitni znakovi Microsemi Corporation. Svi ostali zaštitni znakovi i uslužni znaci vlasništvo su njihovih vlasnika.
Microsemi ne daje nikakvu garanciju, zastupanje ili garanciju u vezi sa informacijama sadržanim u ovom dokumentu ili prikladnošću svojih proizvoda i usluga za bilo koju određenu svrhu, niti Microsemi preuzima bilo kakvu odgovornost koja proizilazi iz primene ili upotrebe bilo kog proizvoda ili kola. Proizvodi koji se ovdje prodaju i svi drugi proizvodi koje prodaje Microsemi bili su podvrgnuti ograničenom testiranju i ne bi se trebali koristiti zajedno sa opremom ili aplikacijama kritičnim za misiju. Vjeruje se da su sve specifikacije performansi pouzdane, ali nisu provjerene, a Kupac mora provesti i završiti sva ispitivanja performansi i druga testiranja proizvoda, sami i zajedno sa, ili ugrađeni u bilo koji krajnji proizvod. Kupac se neće oslanjati ni na kakve podatke i specifikacije performansi ili parametre koje pruža Microsemi. Odgovornost je Kupca da

samostalno utvrditi prikladnost bilo kojeg proizvoda i testirati i provjeriti istu. Informacije koje Microsemi pruža u nastavku su date „kao što jesu, gdje je“ i sa svim greškama, a cijeli rizik povezan s takvim informacijama je u potpunosti na Kupcu. Microsemi ne dodeljuje, eksplicitno ili implicitno, nijednoj strani bilo kakva patentna prava, licence ili bilo koja druga prava intelektualne svojine, bilo u pogledu samih takvih informacija ili bilo čega što je opisano u takvim informacijama. Informacije navedene u ovom dokumentu su vlasništvo Microsemi-ja, i Microsemi zadržava pravo da izvrši bilo kakve izmjene informacija u ovom dokumentu ili bilo kojeg proizvoda i usluga u bilo koje vrijeme bez prethodne najave.
O Microsemi
Microsemi, podružnica u potpunom vlasništvu Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP), nudi sveobuhvatan portfelj poluvodičkih i sistemskih rješenja za svemirska i odbrambena tržišta, komunikacije, podatkovne centre i industrijska tržišta. Proizvodi uključuju analogna integrirana kola s mješovitim signalom visokih performansi i zračenjem ojačana, FPGA, SoC i ASIC; Proizvodi za upravljanje napajanjem; uređaji za merenje vremena i sinhronizacije i precizna vremenska rešenja, postavljajući svetske standarde za vreme; Uređaji za obradu glasa; RF rješenja; diskretne komponente; korporativna rješenja za pohranu i komunikaciju, sigurnosne tehnologije i skalabilni anti-tamper products; Ethernet rješenja; Power-over-Ethernet IC-ovi i srednji rasponi; kao i mogućnosti i usluge prilagođenog dizajna. Saznajte više na www.microsemi.com.

Istorija revizija

Historija revizija opisuje promjene koje su implementirane u dokumentu. Promjene su navedene po reviziji, počevši od tekuće publikacije.
1.1 Revizija 11.0
Sljedeći je sažetak promjena napravljenih u ovoj reviziji.

• Ažuriran dokument za Libero SoC v12.6.
• Uklonjene reference na brojeve verzija Libera.

1.2 Revizija 10.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.8 SP1 izdanje softvera.
1.3 Revizija 9.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.8 izdanje softvera.
1.4 Revizija 8.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.7 izdanje softvera (SAR 77402).
1.5 Revizija 7.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.6 izdanje softvera (SAR 72777).
1.6 Revizija 6.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.5 izdanje softvera (SAR 64979).
1.7 Revizija 5.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.4 izdanje softvera (SAR 60476).
1.8 Revizija 4.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.3 izdanje softvera (SAR 56852).
1.9 Revizija 3.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.2 izdanje softvera (SAR 52960).
1.10 Revizija 2.0
Ažuriran dokument za Libero SoC v11.0 izdanje softvera (SAR 47858).
1.11 Revizija 1.0
Prva publikacija ovog dokumenta.
SmartFusion2 SoC FPGA – Detekcija grešaka i ispravljanje Seram memorije

Uvod

Ovaj dokument opisuje mogućnosti otkrivanja i ispravljanja grešaka (EDAC) SmartFusion® 2 uređaja na ugrađenoj statičkoj memoriji sa slučajnim pristupom (Seram). EDAC kontroleri implementirani u SmartFusion2 uređaje podržavaju ispravljanje jedne greške i detekciju dvostruke greške (SECDED). Sve memorije unutar podsistema mikrokontrolera (MSS) SmartFusion2 su zaštićene SECDED. Seram memorija može biti eSRAM_0 ili eSRAM_1. Raspon adresa eSRAM_0 je 0x20000000 do 0x20007FFF, a raspon adresa eSRAM_1 je 0x20008000 do 0x2000FFFF.
Kada je SECDED omogućen:

• Operacija pisanja izračunava i dodaje 8 bitova SECDED koda na svaka 32 bita podataka.
• Operacija čitanja čita i provjerava podatke u odnosu na pohranjeni SECDED kod kako bi podržala 1-bitnu korekciju greške i 2-bitnu detekciju greške.

U ovoj demonstraciji, EDAC se može identifikovati po trepćućoj diodi koja emituje svetlost (LED) na ploči i po grafičkom korisničkom interfejsu (GUI).EDAC eSRAM-a podržava sljedeće karakteristike:

1. SECDED mehanizam
2. Pruža prekide ARM Cortex-M3 procesoru i FPGA tkanini nakon detekcije 1-bitne ili 2-bitne greške.
3. Pohranjuje broj 1-bitnih i 2-bitnih grešaka u registre brojača grešaka.
4. Pohranjuje adresu posljednje memorijske lokacije na koju je utjecala greška od 1 ili 2 bita.
5. Pohranjuje 1-bitne ili 2-bitne podatke o grešci u SECDED registre.
6. Pruža signale sabirnice greške FPGA tkanini.

Pogledajte poglavlje EDAC u UG0443: SmartFusion2 i IGLOO2 FPGA korisnički priručnik za sigurnost i pouzdanost i poglavlje Seram u UG0331: Vodič za korisnike podsistema SmartFusion2 mikrokontrolera.
2.2 Demo zahtjevi
Sljedeća tabela navodi hardverske i softverske zahtjeve za pokretanje demo dizajna.
Tabela 1 • Zahtjevi za dizajn

Requirement	Verzija
Operativni sistem	64-bitni Windows 7 i 10
Hardver
SmartFusion2 komplet za procjenu sigurnosti: • FlashPro4 programator • USB A na Mini – B USB kabl • 12 V adapter	Rev D ili noviji

Softver
FlashPro Express	Pogledajte readme.txt file predviđeno u dizajnu files za verzije softvera koje se koriste s ovim referentnim dizajnom.
Libero
Sistem na čipu (SoC) softver
SoftConsole
Host PC Drivers	USB na UART drajveri
Za pokretanje demo GUI	Microsoft.NET Framework 4 klijent

Napomena: Libero Smart Design i snimci ekrana konfiguracije prikazani u ovom vodiču služe samo u svrhu ilustracije.
Otvorite Libero dizajn da vidite najnovija ažuriranja.
2.3 Preduslovi
Prije nego počnete:
Preuzmite i instalirajte Libero SoC (kao što je navedeno u websajt za ovaj dizajn) na glavnom računaru sa sledeće lokacije.
https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
2.3.1 Design Files
Demo dizajn files su dostupni za preuzimanje sa sljedeće staze u Microsemi webstranica: http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0388_df
Dizajn files uključuju:

• GUI Executable
• Libero Project
• Posao programiranja
• Readme file

Sljedeća slika prikazuje strukturu najvišeg nivoa dizajna files. Za više detalja, pogledajte readme.txt file.2.4 Opis demo dizajna
Svaki Seram unutar MSS-a zaštićen je namjenskim EDAC kontrolerom. EDAC detektuje 1-bitnu ili 2-bitnu grešku kada se podaci čitaju iz memorije. Ako EDAC otkrije 1-bitnu grešku, EDAC kontroler ispravlja isti bit greške. Ako je EDAC omogućen za sve 1-bitne i 2-bitne greške, odgovarajući brojači grešaka u sistemskim registrima se povećavaju i generišu se odgovarajući prekidi i signali sabirnice grešaka u FPGA tkaninu.
U okruženju podložnom Single Event Upset (SEU), Random Access Memory (RAM) je sklona prolaznim greškama uzrokovanim teškim jonima. Ovo se dešava u realnom vremenu. Da bi se to pokazalo, greška se unosi ručno i opaža se otkrivanje i ispravljanje.
Ovaj demo dizajn uključuje implementaciju sljedećih zadataka:

• Omogući EDAC
• Upišite podatke u Seram
• Čitanje podataka iz Serama
• Onemogućite EDAC
• Oštećen jedan ili dva bita
• Upišite podatke u Seram
• Omogući EDAC
• Pročitajte podatke
• U slučaju 1-bitne greške, EDAC kontroler ispravlja grešku, ažurira odgovarajuće statusne registre i daje podatke upisane u koraku 2 u operaciji čitanja urađenoj u koraku 8.
• U slučaju 2-bitne greške, generira se odgovarajući prekid i aplikacija mora ispraviti podatke ili poduzeti odgovarajuću akciju u rukovaocu prekida. Ove dvije metode su demonstrirane u ovom demo-u.
  U ovoj demonstraciji implementirana su dva testa: test petlje i ručni test, a primjenjivi su i na 1-bitne i 2-bitne greške.

2.4.1 Test petlje
Test petlje se izvršava kada SmartFusion2 primi komandu za testiranje petlje od GUI. U početku, svi brojači grešaka i registri koji se odnose na EDAC stavljaju se u RESET stanje.
Sljedeći koraci se izvode za svaku iteraciju:

1. Omogućite EDAC kontroler.
2. Zapišite podatke na određenu Seram memorijsku lokaciju.
3. Onemogućite EDAC kontroler.
4. Zapišite 1-bitne ili 2-bitne podatke izazvane greškom na istu memorijsku lokaciju Seram.
5. Omogućite EDAC kontroler.
6. Pročitajte podatke sa iste Seram memorijske lokacije.
7. Pošaljite 1-bitnu ili 2-bitnu detekciju greške i 1-bitnu ispravku greške u GUI.

2.4.2 Ručni test
Ova metoda omogućava ručno testiranje za omogućavanje ili onemogućavanje EDAC-a i operacije pisanja ili čitanja. Koristeći ovu metodu, 1-bitne ili 2-bitne greške se mogu uneti na bilo koju lokaciju unutar šava. Omogućite EDAC i upišite podatke na navedenu adresu koristeći GUI polja. Onemogućite EDAC i zapišite 1-bitne ili 2-bitne oštećene podatke na istu adresu. Omogućite EDAC i pročitajte podatke sa iste adrese adrese, a zatim se LED na ploči prebacuje kako bi obavijestio o otkrivanju i ispravljanju grešaka. Odgovarajući brojač grešaka je prikazan na GUI. GUI serijska konzola bilježi sve radnje izvršene u SmartFusion2.
Sljedeća slika prikazuje Seram EDAC demo operacije.2.5 Pokretanje demonstracije
Ovaj odeljak opisuje podešavanje ploče za SmartFusion2 Security Evaluation Kit, opcije GUI i kako izvršiti demo dizajn.
2.5.1 Demo podešavanje
Sljedeći koraci opisuju kako postaviti demo:

1. Povežite FlashPro4 programator sa J5 konektorom SmartFusion2 Security Evaluation Kit ploče.
2. Povežite jedan kraj USB mini-B kabla na J18 konektor koji se nalazi na ploči SmartFusion2 Security Evaluation Kit. Povežite drugi kraj USB kabla na glavni računar. Uvjerite se da su upravljački programi USB na UART Bridge automatski otkriveni (može se provjeriti u upravitelju uređaja), kao što je prikazano na slici 4, stranica 7.
   Napomena: Kopirajte broj COM porta za konfiguraciju serijskog porta. Uvjerite se da je lokacija COM porta navedena kao na USB serijskom pretvaraču D, kao što je prikazano na sljedećoj slici.
3. Ako upravljački programi za USB na UART most nisu instalirani, preuzmite i instalirajte drajvere sa www.microsemi.com/soc/documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip
4. Povežite kratkospojnike na SmartFusion2 Security Evaluation Kit ploči, kao što je prikazano na sljedećoj slici. Prekidač napajanja SW7 mora biti ISKLJUČEN prilikom povezivanja kratkospojnika.
   Tabela 2 • Postavke kratkospojnika kompleta za procjenu sigurnosti SmartFusion2

   Jumper	Pin (od)	Pin (Za)	Komentari
   J22, J23, J24, J8, J3	1 (zadano)	2	Ovo su podrazumevane postavke kratkospojnika ploče za SmartFusion2 Security Evaluation Kit. Uvjerite se da su ovi kratkospojnici postavljeni na odgovarajući način.

5.  Spojite napajanje na J18 konektor.

Sljedeća slika prikazuje postavku ploče za pokretanje demonstracije na SmartFusion2 SecuEvaluation Kitu.2.5.2 Grafičko korisničko sučelje
Sljedeći odjeljak opisuje Seram – EDAC demo GUI.

GUI podržava sljedeće karakteristike:

1. Odabir COM porta i Baud Rate.
2.  Izbor 1-bitne kartice za ispravljanje grešaka ili 2-bitne kartice za otkrivanje greške.
3. Izbor eSRAM0 ili eSRAM1.
4. Adresno polje za upisivanje ili čitanje podataka na ili sa određene Seram adrese.
5. Podatkovno polje za pisanje ili čitanje podataka na ili sa određene adrese Seram.
6.  Odjeljak serijske konzole za štampanje informacija o statusu primljenih od aplikacije.
7. EDAC ON/OFF: Omogućuje ili onemogućuje EDAC.
8. Write: Omogućava pisanje podataka na navedenu adresu.
9. Čitanje: Omogućava čitanje podataka sa navedene adrese.
10. LOOP test ON/OFF: Omogućava testiranje EDAC mehanizma metodom petlje.

2.5.3 Pokretanje dizajna
Sljedeći koraci opisuju kako pokrenuti dizajn:

1. Uključite prekidač napajanja, SW7.
2. Programirajte SmartFusion2 Security Evaluation kit ploču sa zadatkom file predviđeno kao dio dizajna files (\Programming job\eSRAM_0\eSRAM0.job ili \Programming job\eSRAM_1\eSRAM1.job) koristeći FlashPro Express softver, pogledajte Dodatak: Programiranje uređaja pomoću FlashPro Expressa, stranica 12.
3. Pritisnite prekidač SW6 da resetujete ploču nakon uspešnog programiranja.
4. Pokrenite EDAC_eSRAM Demo GUI izvršnu datoteku file dostupno u dizajnu files (\GUI Executable\ EDAC_eSRAM.exe). Prikazuje se GUI prozor, kao što je prikazano na slici 6, stranica 9.
5. Odaberite odgovarajući COM port (na koji su usmjereni upravljački programi USB na UART Bridge) sa padajuće liste COM Port.
6. Odaberite Baud Rate kao 57600 i kliknite na Connect. Nakon uspostavljanja veze, Connect se mijenja u Disconnect.
7. Odaberite Seram 0 ili Seram 1 ovisno o programiranju file odabrano u koraku 2.
8. Odaberite karticu 1-bit Error Correction ili 2-bit Error Detection karticu, kao što je prikazano na slici 7, stranica 10. i slici 8, stranica 11.
9. Mogu se izvršiti dvije vrste testova: ručni i petlji.

2.5.3.1 Izvođenje testa petlje
Kliknite na UKLJUČENO Testiranje petlje. Radi u režimu petlje gdje se vrši kontinuirana korekcija i otkrivanje grešaka. Petlja se izvodi 200 iteracija. Sve radnje izvršene u SmartFusion2 se evidentiraju u sekciji serijske konzole GUI-ja. 2-bitni test petlje za otkrivanje greške ispisuje pomak Seram adrese na koji utiče greška u serijskoj konzoli. Kliknite na Loop Test OFF nakon 200 iteracija.
Tabela 3 • Seram memorijske adrese koje se koriste u testu petlje

Memorija 1	1-bitna ispravka greške	2-bitna detekcija grešaka
eSRAM0	0x20000000	0x20002000
eSRAM1	0x20008000	0x2000A000

2.5.3.2 Izvođenje ručnog testa
U ovoj metodi, greške se unose ručno koristeći GUI. Koristite sljedeće korake da izvršite 1-bitnu korekciju greške ili 2-bitnu detekciju greške:

1. Polja za unos adrese i podataka (koristite 32-bitne heksadecimalne vrijednosti).
2. Kliknite na EDAC UKLJUČENO.
3. Kliknite Write.
4. Kliknite na EDAC OFF.
5. Samo promijenite 1-bit (u slučaju 1-bitne korekcije greške) ili 2 bita (u slučaju detekcije 2-bitne greške) u polju Podaci (unos greške).
6. Kliknite Write.
7. Kliknite na EDAC UKLJUČENO.
8. Kliknite na Read.
9. Posmatrajte prikaz broja grešaka i polje podataka u GUI. Vrijednost broja grešaka se povećava za 1.

Sve radnje izvršene u SmartFusion2 se evidentiraju u sekciji serijske konzole GUI-ja.
Napomena: Da biste se prebacili sa kartice za ispravljanje 1-bitnih grešaka na karticu za otkrivanje 2-bitnih grešaka ili obrnuto u EDAC_eSRAM Demo GUI, resetirajte hardversku ploču.

2.6 Zaključak
Ovaj demo prikazuje SmartFusion2 SECDED mogućnosti Serama.

Dodatak: Programiranje uređaja pomoću FlashPro Expressa

Ovaj odjeljak opisuje kako programirati SmartFusion2 uređaj sa zadatkom programiranja file koristeći FlashPro Express.
Za programiranje uređaja izvršite sljedeće korake:

1. Uvjerite se da su postavke kratkospojnika na ploči iste kao one navedene u Tabeli 2, stranica 7.
   Napomena: Prekidač za napajanje mora biti isključen dok se vrši spajanje kratkospojnika.
2. Povežite kabl za napajanje sa J6 konektorom na ploči.
3. Uključite prekidač napajanja SW7.
4. Na glavnom računaru pokrenite softver FlashPro Express.
5. Kliknite New ili izaberite New Job Project iz FlashPro Express Job iz menija Project da kreirate novi projekat posla, kao što je prikazano na sledećoj slici.
6. Unesite sljedeće u okvir za dijalog New Job Project iz FlashPro Express Job:
   • Posao programiranja file: Kliknite na Pregledaj i idite do lokacije na kojoj se nalazi .posao file se nalazi i odaberite file. Zadana lokacija je: \m2s_dg0388_df\Posao programiranja
   • FlashPro Express naziv projekta zadatka: Kliknite na Pregledaj i idite do lokacije na kojoj želite da sačuvate projekat.
7. Kliknite OK. Potrebno programiranje file je odabran i spreman za programiranje u uređaju.
8. Pojavljuje se prozor FlashPro Express kao što je prikazano na sljedećoj slici. Potvrdite da se broj programera pojavljuje u polju Programer. Ako se ne dogodi, potvrdite veze na ploči i kliknite na Osvježi/Ponovo skeniraj programere.
9. Kliknite na RUN. Kada je uređaj uspješno programiran, prikazuje se status RUN PASSED kao što je prikazano na sljedećoj slici.
10. Zatvorite FlashPro Express ili na kartici Projekt kliknite Izađi.

Microsemi Headquarters
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 SAD
Unutar SAD-a: +1 800-713-4113
Izvan SAD: +1 949-380-6100
Prodaja: +1 949-380-6136
Fax: +1 949-215-4996
Email: sales.support@microsemi.com
www.microsemi.com
Microsemi Proprietary DG0388 Revizija 11.0

Dokumenti / Resursi

Microsemi DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA detekcija grešaka i ispravljanje eSRAM memorije [pdf] Korisnički priručnik DG0388, SmartFusion2 SoC FPGA detekcija grešaka i ispravljanje eSRAM memorije, DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA detekcija grešaka i ispravljanje eSRAM memorije

Reference

• Uputstvo za upotrebu