DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA-virhe
Seram-muistin havaitseminen ja korjaaminen
Käyttöopas

©2021 Microsemi, Microchip Technology Inc:n kokonaan omistama tytäryhtiö. Kaikki oikeudet pidätetään. Microsemi ja Microsemi-logo ovat Microsemi Corporationin rekisteröityjä tavaramerkkejä. Kaikki muut tavaramerkit ja palvelumerkit ovat omistajiensa omaisuutta.
Microsemi ei anna mitään takuita, esityksiä tai takuita tämän julkaisun sisältämistä tiedoista tai tuotteidensa ja palveluidensa soveltuvuudesta mihinkään tiettyyn tarkoitukseen, eikä Microsemi ota minkäänlaista vastuuta minkään tuotteen tai piirin sovelluksesta tai käytöstä. Tässä myydyt tuotteet ja kaikki muut Microsemin myymät tuotteet on testattu rajoitetusti, eikä niitä tule käyttää yhdessä kriittisten laitteiden tai sovellusten kanssa. Kaikkien suorituskykyeritelmien uskotaan olevan luotettavia, mutta niitä ei ole varmistettu, ja Ostajan on suoritettava ja suoritettava kaikki tuotteiden suorituskyky- ja muut testaukset yksin ja yhdessä minkä tahansa lopputuotteen kanssa tai asennettuna niihin. Ostaja ei saa luottaa Microsemin toimittamiin tietoihin ja suorituskykyspesifikaatioihin tai parametreihin. Ostajan vastuulla on

määrittää itsenäisesti minkä tahansa tuotteen sopivuus ja testata ja todentaa ne. Microsemin tässä antamat tiedot toimitetaan "sellaisenaan, missä on" ja kaikkiin virheisiin, ja koko näihin tietoihin liittyvä riski on täysin ostajalla. Microsemi ei myönnä nimenomaisesti tai implisiittisesti millekään osapuolelle patenttioikeuksia, lisenssejä tai muita immateriaalioikeuksia, koskien kyseistä tietoa itseään tai mitään näissä tiedoissa kuvattua. Tässä asiakirjassa annetut tiedot ovat Microsemin omaisuutta, ja Microsemi pidättää oikeuden tehdä muutoksia tämän asiakirjan tietoihin tai mihin tahansa tuotteisiin ja palveluihin milloin tahansa ilman erillistä ilmoitusta.
Tietoja Microsemista
Microsemi, Microchip Technology Inc:n (Nasdaq: MCHP) kokonaan omistama tytäryhtiö, tarjoaa kattavan valikoiman puolijohde- ja järjestelmäratkaisuja ilmailu- ja puolustusteollisuuteen, viestintään, datakeskusten ja teollisuusmarkkinoille. Tuotteisiin kuuluvat korkean suorituskyvyn ja säteilyä kestävät analogiset sekasignaaliintegroidut piirit, FPGA:t, SoC:t ja ASIC:t; virranhallinnan tuotteet; ajoitus- ja synkronointilaitteet ja tarkat aikaratkaisut, jotka asettavat ajan mittaan maailman standardin; äänenkäsittelylaitteet; RF-ratkaisut; erilliset komponentit; yritysten tallennus- ja viestintäratkaisut, tietoturvateknologiat ja skaalautuva anti-tamper tuotteet; Ethernet-ratkaisut; Power-over-Ethernet-IC:t ja keskivälit; sekä mukautettuja suunnitteluominaisuuksia ja palveluita. Lisätietoja osoitteessa www.microsemi.com.

Versiohistoria

Versiohistoria kuvaa asiakirjaan tehdyt muutokset. Muutokset on listattu versioittain nykyisestä julkaisusta alkaen.
1.1 Versio 11.0
Seuraavassa on yhteenveto tässä versiossa tehdyistä muutoksista.

• Päivitetty Libero SoC v12.6:n asiakirja.
• Poistettiin viittaukset Liberon versionumeroihin.

1.2 Versio 10.0
Päivitetty Libero SoC v11.8 SP1 -ohjelmistojulkaisun asiakirja.
1.3 Versio 9.0
Päivitetty Libero SoC v11.8 -ohjelmistojulkaisun asiakirja.
1.4 Versio 8.0
Päivitetty Libero SoC v11.7 -ohjelmistojulkaisun (SAR 77402) asiakirja.
1.5 Versio 7.0
Päivitetty Libero SoC v11.6 -ohjelmistojulkaisun (SAR 72777) asiakirja.
1.6 Versio 6.0
Päivitetty Libero SoC v11.5 -ohjelmistojulkaisun (SAR 64979) asiakirja.
1.7 Versio 5.0
Päivitetty Libero SoC v11.4 -ohjelmistojulkaisun (SAR 60476) asiakirja.
1.8 Versio 4.0
Päivitetty Libero SoC v11.3 -ohjelmistojulkaisun (SAR 56852) asiakirja.
1.9 Versio 3.0
Päivitetty Libero SoC v11.2 -ohjelmistojulkaisun (SAR 52960) asiakirja.
1.10 Versio 2.0
Päivitetty Libero SoC v11.0 -ohjelmistojulkaisun (SAR 47858) asiakirja.
1.11 Versio 1.0
Tämän asiakirjan ensimmäinen julkaisu.
SmartFusion2 SoC FPGA – Seram-muistin virheiden havaitseminen ja korjaaminen

Johdanto

Tässä asiakirjassa kuvataan sulautetun staattisen käyttömuistin (Seram) SmartFusion® 2 -laitteiden virheiden havaitsemis- ja korjausominaisuudet (EDAC). SmartFusion2-laitteissa toteutetut EDAC-ohjaimet tukevat Single-Error Correction ja Double-Error Detection (SECDED) -toimintoa. Kaikki SmartFusion2:n mikrokontrollerialijärjestelmän (MSS) muistit on suojattu SECDED:llä. Seram-muisti voi olla eSRAM_0 tai eSRAM_1. eSRAM_0:n osoitealue on 0x20000000 - 0x20007FFF ja eSRAM_1:n osoitealue on 0x20008000 - 0x2000FFFF.
Kun SECDED on käytössä:

• Kirjoitustoiminto laskee ja lisää 8 bittiä SECDED-koodia jokaiseen 32 databittiin.
• Lukutoiminto lukee ja vertaa dataa tallennettuun SECDED-koodiin tukeakseen 1-bittistä virheenkorjausta ja 2-bittistä virheentunnistusta.

Tässä esittelyssä EDAC voidaan tunnistaa levyllä vilkkuvasta valodiodista (LED) ja graafisesta käyttöliittymästä (GUI).eSRAM:n EDAC tukee seuraavia ominaisuuksia:

1. SECDED mekanismi
2. Tarjoaa keskeytyksiä ARM Cortex-M3 -prosessorille ja FPGA-kankaalle havaitessaan 1-bittisen tai 2-bittisen virheen.
3. Tallentaa 1- ja 2-bittisten virheiden määrän virhelaskurirekistereihin.
4. Tallentaa viimeisen 1-bittisen tai 2-bittisen virheen aiheuttaman muistipaikan osoitteen.
5. Tallentaa 1- tai 2-bittiset virhetiedot SECDED-rekistereihin.
6. Tarjoaa virheväyläsignaaleja FPGA-kankaalle.

Katso UG0443: SmartFusion2- ja IGLOO2 FPGA Security and Reliability -käyttöoppaan EDAC-luku ja UG0331: SmartFusion2-mikrokontrollerialijärjestelmän käyttöoppaan Seram-luku.
2.2 Demovaatimukset
Seuraavassa taulukossa luetellaan esittelysuunnittelun suorittamisen laitteisto- ja ohjelmistovaatimukset.
Taulukko 1 • Suunnitteluvaatimukset

Vaatimus	Versio
Käyttöjärjestelmä	64-bittinen Windows 7 ja 10
Laitteisto
SmartFusion2 Security Evaluation Kit: • FlashPro4-ohjelmoija • USB A – Mini – B USB-kaapeli • 12 V sovitin	Rev D tai uudempi

Ohjelmisto
FlashPro Express	Katso tiedosto readme.txt file suunniteltu suunnittelussa files tämän vertailumallin kanssa käytetyille ohjelmistoversioille.
Libero
System-on-Chip (SoC) -ohjelmisto
SoftConsole
Isäntä PC:n ajurit	USB to UART ajurit
Demo GUI:n käynnistämiseen	Microsoft.NET Framework 4 -asiakas

Huomautus: Tässä oppaassa näkyvät Libero Smart Design ja konfigurointinäyttökuvat ovat vain havainnollistavia.
Avaa Libero-design nähdäksesi uusimmat päivitykset.
2.3 Edellytykset
Ennen kuin aloitat:
Lataa ja asenna Libero SoC (kuten on osoitettu websivusto tälle mallille) isäntätietokoneessa seuraavasta paikasta.
https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
2.3.1 suunnittelu Files
Demon suunnittelu files ovat ladattavissa seuraavasta Microsemin polusta websivusto: http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0388_df
Design files sisältää:

• GUI Suoritettava
• Libero projekti
• Ohjelmointityö
• Readme file

Seuraava kuva esittää suunnittelun huipputason rakenteen files. Lisätietoja on tiedostossa readme.txt file.2.4 Demon suunnittelun kuvaus
Jokainen MSS:n Seram on suojattu erillisellä EDAC-ohjaimella. EDAC havaitsee 1-bittisen tai 2-bittisen virheen, kun tietoja luetaan muistista. Jos EDAC havaitsee 1-bittisen virheen, EDAC-ohjain korjaa saman virhebitin. Jos EDAC on käytössä kaikille 1- ja 2-bittisille virheille, vastaavat virhelaskurit järjestelmän rekistereissä kasvatetaan ja vastaavat keskeytykset ja virheväyläsignaalit generoidaan FPGA-kankaalle.
Single Event Upset (SEU) -ympäristössä, Random Access Memory (RAM) on altis raskaiden ionien aiheuttamille ohimeneville virheille. Tämä tapahtuu reaaliajassa. Tämän osoittamiseksi syötetään virhe manuaalisesti ja havaitaan ja korjataan.
Tämä demosuunnittelu sisältää seuraavat tehtävät:

• Ota EDAC käyttöön
• Kirjoita tiedot Seramiin
• Lue tiedot Seramista
• Poista EDAC käytöstä
• Korruptoitunut yksi tai kaksi bittiä
• Kirjoita tiedot Seramiin
• Ota EDAC käyttöön
• Lue tiedot
• 1-bittisen virheen sattuessa EDAC-ohjain korjaa virheen, päivittää vastaavat tilarekisterit ja antaa vaiheessa 2 kirjoitetut tiedot vaiheessa 8 tehdyssä lukutoiminnossa.
• 2-bittisen virheen sattuessa syntyy vastaava keskeytys ja sovelluksen on korjattava tiedot tai suoritettava tarvittavat toimenpiteet keskeytyskäsittelijässä. Nämä kaksi menetelmää esitellään tässä esittelyssä.
  Tässä esittelyssä on toteutettu kaksi testiä: silmukkatesti ja manuaalinen testi, ja niitä voidaan soveltaa sekä 1- että 2-bittisiin virheisiin.

2.4.1 Silmukkatesti
Silmukkatesti suoritetaan, kun SmartFusion2 vastaanottaa silmukkatestikomennon graafisesta käyttöliittymästä. Aluksi kaikki virhelaskurit ja EDAC:hen liittyvät rekisterit asetetaan RESET-tilaan.
Seuraavat vaiheet suoritetaan jokaiselle iteraatiolle:

1. Ota EDAC-ohjain käyttöön.
2. Kirjoita tiedot tiettyyn Seram-muistipaikkaan.
3. Poista EDAC-ohjain käytöstä.
4. Kirjoita 1- tai 2-bittinen virheen aiheuttama data samaan Seramin muistipaikkaan.
5. Ota EDAC-ohjain käyttöön.
6. Lue tiedot samasta Seram-muistipaikasta.
7. Lähetä 1-bittinen tai 2-bittinen virheentunnistus- ja 1-bittinen virheenkorjaustiedot graafiselle käyttöliittymälle, jos kyseessä on 1-bittinen virhe.

2.4.2 Manuaalinen testi
Tämä menetelmä mahdollistaa manuaalisen testauksen EDAC:n ja kirjoitus- tai lukutoimintojen ottamiseksi käyttöön tai poistamiseksi käytöstä. Tällä menetelmällä 1- tai 2-bittisiä virheitä voidaan tuoda mihin tahansa kohtaan sauman sisällä. Ota EDAC käyttöön ja kirjoita tiedot määritettyyn osoitteeseen GUI-kenttien avulla. Poista EDAC käytöstä ja kirjoita 1- tai 2-bittiset vioittuneet tiedot samaan osoitepaikkaan. Ota EDAC käyttöön ja lue tiedot samasta osoitepaikasta, minkä jälkeen kortin LED-valo ilmoittaa virheiden havaitsemisesta ja korjaamisesta. Vastaava virhelaskuri näkyy graafisessa käyttöliittymässä. GUI Serial Console kirjaa lokiin kaikki SmartFusion2:ssa suoritetut toiminnot.
Seuraava kuva esittää Seram EDAC -esittelytoiminnot.2.5 Demon suorittaminen
Tässä osiossa kuvataan SmartFusion2 Security Evaluation Kit -levyn asetukset, graafisen käyttöliittymän asetukset ja demosuunnittelun suorittaminen.
2.5.1 Demon asetukset
Seuraavat vaiheet kuvaavat demon määrittämistä:

1. Liitä FlashPro4-ohjelmoija SmartFusion5 Security Evaluation Kit -kortin J2-liittimeen.
2. Liitä USB mini-B -kaapelin toinen pää SmartFusion18 Security Evaluation Kit -kortissa olevaan J2-liittimeen. Liitä USB-kaapelin toinen pää isäntätietokoneeseen. Varmista, että USB–UART Bridge -ajurit tunnistetaan automaattisesti (voidaan tarkistaa Laitehallinnasta), kuten kuvassa Kuva 4, sivu 7.
   Huomautus: Kopioi COM-portin numero sarjaportin määritystä varten. Varmista, että COM-portin sijainti on määritetty USB Serial Converter D:ssä seuraavan kuvan mukaisesti.
3. Jos USB-UART-siltaohjaimia ei ole asennettu, lataa ja asenna ohjaimet osoitteesta www.microsemi.com/soc/documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip
4. Liitä SmartFusion2 Security Evaluation Kit -kortin hyppyjohtimet seuraavan kuvan mukaisesti. Virtalähteen kytkimen SW7 on oltava OFF-asennossa siltausliitäntöjen aikana.
   Taulukko 2 • SmartFusion2 Security Evaluation Kit -hyppysarjan asetukset

   Jumpperi	Kiinnitä (Lähettäjä)	Kiinnitä (vastaanottaja)	Kommentit
   J22, J23, J24, J8, J3	1 (oletus)	2	Nämä ovat SmartFusion2 Security Evaluation Kit -kortin oletushyppyasetukset. Varmista, että nämä jumpperit on asetettu vastaavasti.

5.  Kytke virtalähde J18-liittimeen.

Seuraavassa kuvassa on korttiasetukset SmartFusion2 SecuEvaluation Kitin demon suorittamista varten.2.5.2 Graafinen käyttöliittymä
Seuraavassa osiossa kuvataan Seram – EDAC-demokäyttöliittymää.

GUI tukee seuraavia ominaisuuksia:

1. COM-portin ja tiedonsiirtonopeuden valinta.
2.  1-bittisen virheenkorjausvälilehden tai 2-bittisen virheentunnistusvälilehden valinta.
3. Valinta eSRAM0 tai eSRAM1.
4. Osoitekenttä tietojen kirjoittamista tai lukemista varten määritettyyn Seram-osoitteeseen tai siitä.
5. Tietokenttä tietojen kirjoittamiseen tai lukemiseen määritettyyn Seram-osoitteeseen tai siitä.
6.  Serial Console -osiossa voit tulostaa sovelluksesta saadut tilatiedot.
7. EDAC ON/OFF: Ottaa EDAC:n käyttöön tai poistaa sen käytöstä.
8. Write: Mahdollistaa tietojen kirjoittamisen määritettyyn osoitteeseen.
9. Read: Mahdollistaa tietojen lukemisen määritetystä osoitteesta.
10. LOOP-testi ON/OFF: Mahdollistaa EDAC-mekanismin testaamisen silmukkamenetelmällä.

2.5.3 Suunnittelun suorittaminen
Seuraavat vaiheet kuvaavat suunnittelun suorittamista:

1. Kytke virtakytkin PÄÄLLE, SW7.
2. Ohjelmoi SmartFusion2 Security Evaluation Kit -kortti työn kanssa file tarjotaan osana suunnittelua files (\Ohjelmointityö\eSRAM_0\eSRAM0.job tai \Ohjelmointityö\eSRAM_1\eSRAM1.job) FlashPro Express -ohjelmistolla, katso Liite: Laitteen ohjelmointi FlashPro Expressillä, sivu 12.
3. Nollaa kortti onnistuneen ohjelmoinnin jälkeen painamalla SW6-kytkintä.
4. Käynnistä EDAC_eSRAM Demo GUI -suoritettava tiedosto file saatavana suunnittelussa files (\GUI Executable\ EDAC_eSRAM.exe). GUI-ikkuna tulee näkyviin, kuten kuvassa 6, sivu 9 näkyy.
5. Valitse sopiva COM-portti (johon USB–UART Bridge -ajurit on osoitettu) COM-portti-pudotusvalikosta.
6. Valitse tiedonsiirtonopeudeksi 57600 ja napsauta Yhdistä. Kun yhteys on muodostettu, Connect vaihtuu muotoon Katkaise yhteys.
7. Valitse Seram 0 tai Seram 1 ohjelmoinnin mukaan file valittu vaiheessa 2.
8. Valitse 1-bittinen virheenkorjaus- tai 2-bittinen virheentunnistus-välilehti kuvan 7 sivulla 10 ja Kuva 8 sivulla 11 osoittamalla tavalla.
9. Voidaan suorittaa kahdenlaisia ​​testejä: Manuaalinen ja Loop.

2.5.3.1 Silmukkatestin suorittaminen
Napsauta Loop Test ON. Se toimii silmukkatilassa, jossa suoritetaan jatkuvaa korjausta ja virheiden havaitsemista. Silmukka kestää 200 iteraatiota. Kaikki SmartFusion2:ssa suoritetut toiminnot kirjataan graafisen käyttöliittymän Serial Console -osioon. 2-bittinen virheentunnistussilmukkatesti tulostaa virheen aiheuttaman Seram-osoitteen poikkeaman sarjakonsolissa. Napsauta Loop Test OFF, kun 200 iteraatiota on suoritettu.
Taulukko 3 • Silmukkatestissä käytetyt Seramin muistiosoitteet

Muisti 1	1-bittinen virheenkorjaus	2-bittinen virheentunnistus
eSRAM0	0x20000000	0x20002000
eSRAM1	0x20008000	0x2000A000

2.5.3.2 Manuaalisen testin suorittaminen
Tässä menetelmässä virheet tuodaan manuaalisesti GUI:n avulla. Suorita 1-bittinen virheenkorjaus tai 2-bittinen virheentunnistus seuraavasti:

1. Syöteosoite- ja tietokentät (käytä 32-bittisiä heksadesimaaliarvoja).
2. Napsauta EDAC KÄYTÖSSÄ.
3. Napsauta Kirjoita.
4. Napsauta EDAC OFF.
5. Vaihda vain 1-bittinen (jos 1-bittinen virheenkorjaus) tai 2 bittiä (jos 2-bittinen virheen havaitseminen) Data-kentässä (saatamalla virheen).
6. Napsauta Kirjoita.
7. Napsauta EDAC KÄYTÖSSÄ.
8. Napsauta Lue.
9. Tarkkaile graafisen käyttöliittymän Error Count -näyttöä ja Data-kenttää. Virhemäärän arvo kasvaa 1:llä.

Kaikki SmartFusion2:ssa suoritetut toiminnot kirjataan graafisen käyttöliittymän Serial Console -osioon.
Huomautus: Jos haluat vaihtaa 1-bittisen virheenkorjauksen välilehdestä 2-bittiseen virheentunnistusvälilehteen tai päinvastoin EDAC_eSRAM-demokäyttöliittymässä, nollaa laitteistokortti.

2.6 Johtopäätös
Tämä esittely näyttää Seramin SmartFusion2 SECDED -ominaisuudet.

Liite: Laitteen ohjelmointi FlashPro Expressillä

Tässä osassa kuvataan, kuinka SmartFusion2-laite ohjelmoidaan ohjelmointityön kanssa file käyttämällä FlashPro Expressiä.
Ohjelmoi laite suorittamalla seuraavat vaiheet:

1. Varmista, että levyn jumpperiasetukset ovat samat kuin taulukossa 2 sivulla 7 luetellut.
   Huomautus: Virtalähteen kytkin on kytkettävä pois päältä hyppyliitäntöjen aikana.
2. Liitä virtajohto levyn J6-liittimeen.
3. Kytke virta päälle virtalähteen kytkimestä SW7.
4. Käynnistä isäntätietokoneessa FlashPro Express -ohjelmisto.
5. Napsauta Uusi tai valitse Uusi työprojekti FlashPro Express Job -valikosta Project-valikosta luodaksesi uuden työprojektin seuraavan kuvan mukaisesti.
6. Kirjoita seuraava Uusi työprojekti FlashPro Express -työstä -valintaikkunaan:
   • Ohjelmointityö file: Napsauta Selaa ja siirry paikkaan, jossa .job file sijaitsee ja valitse file. Oletussijainti on: \m2s_dg0388_df\Ohjelmointityö
   • FlashPro Express -työprojektin nimi: Napsauta Selaa ja navigoi sijaintiin, johon haluat tallentaa projektin.
7. Napsauta OK. Tarvittava ohjelmointi file on valittu ja valmis ohjelmoitavaksi laitteeseen.
8. FlashPro Express -ikkuna tulee näkyviin seuraavan kuvan mukaisesti. Varmista, että ohjelmoijan numero näkyy Ohjelmoija-kentässä. Jos ei, vahvista kortin liitännät ja napsauta Refresh/Rescan Programmers.
9. Napsauta RUN. Kun laite on ohjelmoitu onnistuneesti, RUN PASSED -tila näytetään seuraavan kuvan mukaisesti.
10. Sulje FlashPro Express tai napsauta Project-välilehdellä Lopeta.

Microsemin päämaja
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 USA
USA:ssa: +1 800-713-4113
Yhdysvaltojen ulkopuolella: +1 949-380-6100
Myynti: +1 949-380-6136
Faksi: +1 XNUMX XNUMX XNUMX 949-215-4996
Sähköposti: sales.support@microsemi.com
www.microsemi.com
Microsemi Proprietary DG0388 Versio 11.0

Asiakirjat / Resurssit

Microsemi DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA -virheiden havaitseminen ja eSRAM-muistin korjaaminen [pdfKäyttöopas DG0388, SmartFusion2 SoC FPGA -virheiden havaitseminen ja eSRAM-muistin korjaaminen, DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA -virheiden havaitseminen ja eSRAM-muistin korjaaminen

Viitteet

• Käyttöopas