DDR मेमोरी का उपयोग करके SmartFusion0618 डिवाइस पर Microsemi DG2 त्रुटि का पता लगाना और सुधार करना

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माइक्रोसेमी के बारे में
माइक्रोसेमी कॉर्पोरेशन (नैस्डैक: एमएससीसी) एयरोस्पेस और रक्षा, संचार, डेटा सेंटर और औद्योगिक बाजारों के लिए सेमीकंडक्टर और सिस्टम समाधान का एक व्यापक पोर्टफोलियो प्रदान करता है। उत्पादों में उच्च-प्रदर्शन और विकिरण-कठोर एनालॉग मिश्रित-सिग्नल एकीकृत सर्किट, एफपीजीए, एसओसी और एएसआईसी शामिल हैं; बिजली प्रबंधन उत्पाद; समय और तुल्यकालन उपकरण और सटीक समय समाधान, समय के लिए विश्व मानक स्थापित करना; आवाज प्रसंस्करण उपकरण; आरएफ समाधान; असतत घटक; उद्यम भंडारण और संचार समाधान, सुरक्षा प्रौद्योगिकियां और स्केलेबल एंटी-टीampएर उत्पाद; ईथरनेट समाधान; पावर-ओवर-ईथरनेट आईसी और मिडस्पैन; साथ ही कस्टम डिजाइन क्षमताओं और सेवाओं। माइक्रोसेमी का मुख्यालय एलिसो वीजो, कैलिफोर्निया में है और वैश्विक स्तर पर इसके लगभग 4,800 कर्मचारी हैं। पर और जानें www.microsemi.com.

संशोधन इतिहास

संशोधन इतिहास दस्तावेज़ में लागू किए गए परिवर्तनों का वर्णन करता है। परिवर्तनों को संशोधन के अनुसार सूचीबद्ध किया गया है, जो सबसे हालिया प्रकाशन से शुरू होता है।

• संशोधन 4.0
  Libero v11.8 सॉफ़्टवेयर रिलीज़ के लिए दस्तावेज़ को अपडेट किया गया।
• संशोधन 3.0
  Libero v11.7 सॉफ़्टवेयर रिलीज़ के लिए दस्तावेज़ को अपडेट किया गया।
• संशोधन 2.0
  Libero v11.6 सॉफ़्टवेयर रिलीज़ के लिए दस्तावेज़ को अपडेट किया गया।
• संशोधन 1.0
  लिबरो SoC v11.5 सॉफ्टवेयर के लिए प्रारंभिक रिलीज।

DDR मेमोरी का उपयोग करके SmartFusion2 उपकरणों पर त्रुटि का पता लगाना और सुधार करना

परिचय
एकल घटना अपसेट (एसईयू) संवेदनशील वातावरण में, रैंडम एक्सेस मेमोरी (रैम) भारी आयनों के कारण क्षणिक त्रुटियों से ग्रस्त होती है।
यह दस्तावेज़ SoC FPGA की EDAC क्षमताओं का वर्णन करता है, जिसका उपयोग माइक्रोकंट्रोलर सबसिस्टम (MSS) DDR (MDDR) के माध्यम से जुड़ी मेमोरी वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।
SmartFusion2 डिवाइस में लागू किए गए EDAC नियंत्रक एकल त्रुटि सुधार और दोहरी त्रुटि पहचान (SECDED) का समर्थन करते हैं। SmartFusion2 MSS डिवाइस के भीतर सभी मेमोरीज़ - एन्हांस्ड स्टैटिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (eSRAM), DDR, लो-पावर DDR (LPDDR) SECDED द्वारा सुरक्षित हैं। MDDR कॉन्फ़िगरेशन और हार्डवेयर ECC क्षमताओं के आधार पर DDR सिंक्रोनस डायनेमिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (SDRAM) DDR2, DDR3 या LPDDR1 हो सकती है।
SmartFusion2 MDDR सबसिस्टम 4 GB तक की मेमोरी डेंसिटी को सपोर्ट करता है। इस डेमो में, आप DDR एड्रेस स्पेस (1xA0 से 0000000xDFFFFFFF) में 0 GB की कोई भी मेमोरी लोकेशन चुन सकते हैं।
जब SECDED सक्षम हो:

• एक लेखन ऑपरेशन SECDED कोड के 8 बिट्स की गणना करता है और उन्हें जोड़ता है (डेटा के प्रत्येक 64 बिट्स पर)
• रीड ऑपरेशन 1-बिट त्रुटि सुधार और 2-बिट त्रुटि पहचान का समर्थन करने के लिए संग्रहीत SECDED कोड के विरुद्ध डेटा को पढ़ता है और जांचता है

निम्नलिखित चित्रण DDR SDRAM पर SmartFusion2 EDAC के ब्लॉक आरेख का वर्णन करता है।

चित्र 1 • शीर्ष-स्तरीय ब्लॉक आरेख

DDR की EDAC सुविधा निम्नलिखित का समर्थन करती है:

1.  SECDED तंत्र
2. 3-बिट त्रुटि या 1-बिट त्रुटि का पता लगने पर ARM Cortex-M2 प्रोसेसर और FPGA फैब्रिक को इंटरप्ट प्रदान करता है
3. त्रुटि काउंटर रजिस्टरों में 1-बिट और 2-बिट त्रुटियों की संख्या संग्रहीत करता है
4. अंतिम 1-बिट या 2-बिट त्रुटि प्रभावित मेमोरी स्थान का पता संग्रहीत करता है
5. SECDED रजिस्टरों में 1-बिट या 2-बिट त्रुटि डेटा संग्रहीत करता है
6. FPGA फैब्रिक को त्रुटि बस सिग्नल प्रदान करता है

EDAC के बारे में अधिक जानकारी के लिए, UG0443: SmartFusion2 और IGLOO2 FPGA सुरक्षा और विश्वसनीयता उपयोगकर्ता मार्गदर्शिका और UG0446: SmartFusion2 और IGLOO2 FPGA उच्च-गति DDR इंटरफ़ेस उपयोगकर्ता मार्गदर्शिका देखें।

डिज़ाइन आवश्यकताएँ
निम्न तालिका डिज़ाइन आवश्यकताओं को सूचीबद्ध करती है।

तालिका 1 • डिज़ाइन आवश्यकताएँ

• डिज़ाइन आवश्यकताओं का विवरण
• हार्डवेयर आवश्यकताएँ
• स्मार्टफ्यूजन2 एडवांस्ड डेवलपमेंट किट बोर्ड रेव बी या बाद का
• FlashPro5 प्रोग्रामर या बाद में
• यूएसबी ए से मिनी-बी यूएसबी केबल
• पावर एडाप्टर 12 V
• DDR3 डॉटर बोर्ड
• ऑपरेटिंग सिस्टम कोई भी 64-बिट या 32-बिट Windows XP SP2
• कोई भी 64-बिट या 32-बिट विंडोज 7
• सॉफ़्टवेयर आवश्यकताएं
• लिबरो® सिस्टम-ऑन-चिप (SoC) v11.8
• सॉफ्टकंसोल v4.0
• फ्लैशप्रो प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर v11.8
• होस्ट पीसी ड्राइवर USB से UART ड्राइवर
• प्रदर्शन Microsoft .NET Framework 4 क्लाइंट चलाने के लिए फ्रेमवर्क

डेमो डिजाइन
डेमो डिजाइन fileमाइक्रोसेमी में निम्नलिखित पथ से डाउनलोड के लिए उपलब्ध हैं webसाइट: http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0618_liberov11p8_df
डेमो डिजाइन fileइनमें शामिल हैं:

• डीडीआर कॉन्फ़िगरेशन File
• डीडीआर_EDAC
• प्रोग्रामिंग files
• जीयूआई निष्पादन योग्य
• रीडमी file

निम्नलिखित चित्रण डिज़ाइन की शीर्ष-स्तरीय संरचना का वर्णन करता है fileअधिक जानकारी के लिए readme.txt देखें file.

चित्र 2 • डेमो डिज़ाइन शीर्ष-स्तरीय संरचना

डेमो डिज़ाइन कार्यान्वयन
MDDR सबसिस्टम में एक समर्पित EDAC नियंत्रक होता है। मेमोरी से डेटा पढ़ने पर EDAC 1-बिट त्रुटि या 2-बिट त्रुटि का पता लगाता है। यदि EDAC 1-बिट त्रुटि का पता लगाता है, तो EDAC नियंत्रक त्रुटि बिट को ठीक करता है। यदि EDAC को सभी 1-बिट और 2-बिट त्रुटियों के लिए सक्षम किया जाता है, तो सिस्टम रजिस्टरों में संबंधित त्रुटि काउंटर बढ़ाए जाते हैं और FPGA फैब्रिक के लिए संबंधित इंटरप्ट और त्रुटि बस सिग्नल उत्पन्न होते हैं।
यह वास्तविक समय में होता है। SECDED की इस सुविधा को प्रदर्शित करने के लिए, एक त्रुटि को मैन्युअल रूप से दर्ज किया जाता है और उसका पता लगाया जाता है तथा सुधार किया जाता है।
इस डेमो डिज़ाइन में निम्नलिखित चरणों का कार्यान्वयन शामिल है:

1. ईडीएसी सक्षम करें
2. DDR में डेटा लिखें
3. DDR से डेटा पढ़ें
4. ईडीएसी अक्षम करें
5. 1 या 2 बिट्स दूषित
6. DDR में डेटा लिखें
7. ईडीएसी सक्षम करें
8. डेटा पढ़ें
9. 1-बिट त्रुटि की स्थिति में, EDAC नियंत्रक त्रुटि को ठीक करता है, संबंधित स्थिति रजिस्टरों को अद्यतन करता है, तथा चरण 2 में किए गए पठन ऑपरेशन में चरण 8 में लिखा गया डेटा देता है।
10. 2-बिट त्रुटि के मामले में, एक संगत इंटरप्ट उत्पन्न होता है और एप्लिकेशन को डेटा को सही करना चाहिए या इंटरप्ट हैंडलर में उचित कार्रवाई करनी चाहिए। इस डेमो में इन दो विधियों का प्रदर्शन किया गया है।

इस डेमो में दो परीक्षण कार्यान्वित किए गए हैं: लूप परीक्षण और मैनुअल परीक्षण और वे 1-बिट और 2-बिट दोनों त्रुटियों पर लागू होते हैं।

लूप टेस्ट
लूप टेस्ट तब निष्पादित होता है जब SmartFusion2 डिवाइस को GUI से लूप टेस्ट कमांड प्राप्त होता है। प्रारंभ में, सभी त्रुटि काउंटर और EDAC संबंधित रजिस्टर RESET स्थिति में रखे जाते हैं।
प्रत्येक पुनरावृत्ति के लिए निम्नलिखित चरण निष्पादित किये जाते हैं।

1. EDAC नियंत्रक सक्षम करें
2. डेटा को विशिष्ट DDR मेमोरी स्थान पर लिखें
3. EDAC नियंत्रक को अक्षम करें
4. 1-बिट या 2-बिट त्रुटि प्रेरित डेटा को उसी DDR मेमोरी स्थान पर लिखें
5. EDAC नियंत्रक सक्षम करें
6. उसी DDR मेमोरी स्थान से डेटा पढ़ें
7. 1-बिट त्रुटि की स्थिति में 2-बिट या 1-बिट त्रुटि पहचान और 1-बिट त्रुटि सुधार डेटा को GUI पर भेजें

मैनुअल टेस्ट
यह विधि आरंभीकरण के साथ DDR मेमोरी एड्रेस (1xA2 से 0xDFFFFFFF) के लिए 0000000-बिट त्रुटि पहचान और सुधार तथा 0-बिट त्रुटि पहचान की मैन्युअल जांच की अनुमति देती है। 1-बिट/2-बिट त्रुटि को मैन्युअल रूप से चयनित DDR मेमोरी एड्रेस में पेश किया जाता है। दिए गए डेटा को EDAC सक्षम के साथ चयनित DDR मेमोरी स्थान पर लिखा जाता है। दूषित 1-बिट या 2-बिट त्रुटि डेटा को फिर EDAC अक्षम के साथ उसी मेमोरी स्थान पर लिखा जाता है। पता लगाई गई 1-बिट या 2-बिट त्रुटि की जानकारी तब लॉग की जाती है जब डेटा को EDAC सक्षम के साथ उसी मेमोरी स्थान से पढ़ा जाता है। उच्च-प्रदर्शन DMA नियंत्रक
(HPDMA) का उपयोग DDR मेमोरी से डेटा पढ़ने के लिए किया जाता है। 2-बिट त्रुटि का पता चलने पर उचित कार्रवाई करने के लिए दोहरे-बिट त्रुटि पहचान इंटरप्ट हैंडलर को लागू किया जाता है।
निम्नलिखित चित्रण EDAC डेमो परिचालन का वर्णन करता है।

चित्र 3 • डिजाइन प्रवाह

टिप्पणी: 2-बिट त्रुटि के लिए, जब कॉर्टेक्स-एम3 प्रोसेसर डेटा पढ़ता है, तो कोड निष्पादन हार्ड फॉल्ट हैंडलर में चला जाता है, क्योंकि प्राप्त इंटरप्ट प्रोसेसर के प्रतिक्रिया देने में देर हो जाती है। जब तक यह इंटरप्ट का जवाब देता है, तब तक यह पहले ही डेटा पास कर चुका होता है और गलती से कोई कमांड लॉन्च कर देता है। नतीजतन, HRESP गलत डेटा को प्रोसेस करना बंद कर देता है। 2-बिट त्रुटि पहचान DDR पता स्थान से डेटा पढ़ने के लिए HPDMA का उपयोग करता है, जो प्रोसेसर को निर्देश देता है कि पढ़े गए डेटा में 2-बिट त्रुटि है और सिस्टम को ठीक होने के लिए उचित कार्रवाई करनी चाहिए (ECC इंटरप्ट हैंडलर)।

डेमो डिजाइन की स्थापना
यह अनुभाग स्मार्टफ्यूजन2 एडवांस्ड डेवलपमेंट किट बोर्ड सेटअप, GUI विकल्प और डेमो डिज़ाइन को निष्पादित करने के तरीके का वर्णन करता है।
निम्नलिखित चरणों का वर्णन है कि डेमो कैसे सेटअप करें:

1. USB मिनी-B केबल के एक सिरे को SmartFusion33 एडवांस्ड डेवलपमेंट किट बोर्ड में दिए गए J2 कनेक्टर से कनेक्ट करें। USB केबल के दूसरे सिरे को होस्ट PC से कनेक्ट करें। लाइट एमिटिंग डायोड (LED) DS27 जलना चाहिए, जो यह दर्शाता है कि UART लिंक स्थापित हो गया है। सुनिश्चित करें कि USB से UART ब्रिज ड्राइवर स्वचालित रूप से पहचाने जाते हैं (डिवाइस मैनेजर में सत्यापित किया जा सकता है), जैसा कि निम्न चित्र में दिखाया गया है।
   चित्र 4 • USB से UART ब्रिज ड्राइवर्स
   
   यदि USB से UART ब्रिज ड्राइवर स्थापित नहीं हैं, तो ड्राइवरों को यहां से डाउनलोड और इंस्टॉल करें: www.microsemi.com/soc/documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip.
2. तालिका 2, पृष्ठ 4 में दिखाए अनुसार, स्मार्टफ्यूजन11 एडवांस्ड डेवलपमेंट किट बोर्ड पर जंपर्स को कनेक्ट करें। जंपर कनेक्शन करते समय, पावर सप्लाई स्विच SW7 को बंद किया जाना चाहिए।

चित्र 5 • स्मार्टफ्यूजन2 उन्नत विकास किट बोर्ड सेटअप

 ग्राफिकल यूज़र इंटरफ़ेस
यह अनुभाग DDR – EDAC डेमो GUI का वर्णन करता है।

चित्र 6 • डीडीआर - ईडीएसी डेमो जीयूआई

जीयूआई निम्नलिखित सुविधाओं का समर्थन करता है:

1. COM पोर्ट और बॉड दर का चयन
2. 1-बिट त्रुटि सुधार टैब या 2-बिट त्रुटि पहचान टैब का चयन
3. निर्दिष्ट DDR पते पर डेटा लिखने या पढ़ने के लिए पता फ़ील्ड
4. निर्दिष्ट DDR पते पर डेटा लिखने या पढ़ने के लिए डेटा फ़ील्ड
5. सीरियल कंसोल अनुभाग अनुप्रयोग से प्राप्त स्थिति जानकारी मुद्रित करने के लिए
6. EDAC सक्षम करें/EDAC अक्षम करें: EDAC को सक्षम या अक्षम करता है
7. लिखें: निर्दिष्ट पते पर डेटा लिखने की अनुमति देता है
8.  पढ़ें: निर्दिष्ट पते से डेटा पढ़ने की अनुमति देता है
9. लूप परीक्षण चालू/बंद: लूप विधि में EDAC तंत्र का परीक्षण करने की अनुमति देता है
10.  आरंभ करें: पूर्वनिर्धारित मेमोरी स्थान को आरंभ करने की अनुमति देता है (इस डेमो में A0000000-A000CFFF)

डेमो डिजाइन चलाना
निम्नलिखित चरण डिज़ाइन चलाने का तरीका बताते हैं:निम्नलिखित चरण डिज़ाइन चलाने का तरीका बताते हैं:

1. आपूर्ति स्विच पर स्विच करें, SW7।
2. प्रोग्रामिंग के साथ SmarFusion2 डिवाइस को प्रोग्राम करें file डिजाइन में प्रदान किया गया fileएस.(\प्रोग्रामिंगFile\EDAC_DDR3.stp) को फ्लैशप्रो डिज़ाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग करके बनाया गया है, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है।
   चित्र 7 • फ्लैशप्रो प्रोग्रामिंग विंडो
   
3. सफल प्रोग्रामिंग के बाद बोर्ड को रीसेट करने के लिए SW6 स्विच दबाएं।
4. EDAC_DDR डेमो GUI निष्पादन योग्य लॉन्च करें file डिजाइन में उपलब्ध है files (\GUI Executable\ EDAC_DDR.exe) पर क्लिक करें। GUI विंडो प्रदर्शित होती है, जैसा कि चित्र 8, पृष्ठ 9 में दिखाया गया है।
5. कनेक्ट पर क्लिक करें, यह COM पोर्ट का चयन करता है और कनेक्शन स्थापित करता है। कनेक्ट विकल्प डिस्कनेक्ट में बदल जाता है।
6. 1-बिट त्रुटि सुधार टैब या 2-बिट त्रुटि जांच टैब का चयन करें।
7. मैनुअल और लूप परीक्षण किए जा सकते हैं।
8. मैनुअल और लूप परीक्षण करने के लिए DDR मेमोरी को प्रारंभ करने के लिए प्रारंभ करें पर क्लिक करें, सीरियल कंसोल पर एक आरंभीकरण पूर्णता संदेश प्रदर्शित होता है, जैसा कि चित्र 8, पृष्ठ 9 में दिखाया गया है।

चित्र 8 • आरंभीकरण पूर्ण विंडो

लूप परीक्षण करना
लूप टेस्ट चालू करें पर क्लिक करें। यह लूप मोड में चलता है जहाँ त्रुटियों का निरंतर सुधार और पता लगाया जाता है। SmartFusion2 डिवाइस में की गई सभी क्रियाएँ GUI के सीरियल कंसोल अनुभाग में लॉग की जाती हैं।

तालिका 2 • लूप टेस्ट में प्रयुक्त DDR3 मेमोरी एड्रेस

• मेमोरी DDR3
• 1-बिट त्रुटि सुधार 0xA0008000
• 2-बिट त्रुटि पहचान 0xA000C000

मैनुअल परीक्षण करना
इस विधि में, GUI का उपयोग करके मैन्युअल रूप से त्रुटियाँ दर्ज की जाती हैं। 1-बिट त्रुटि सुधार या 2-बिट त्रुटि पहचान को निष्पादित करने के लिए निम्न चरणों का उपयोग करें।

तालिका 3 • मैनुअल परीक्षण में प्रयुक्त DDR3 मेमोरी पते

इनपुट पता और डेटा फ़ील्ड (32-बिट हेक्साडेसिमल मानों का उपयोग करें)।

• मेमोरी DDR3
• 1-बिट त्रुटि सुधार 0xA0000000-0xA0004000
• 2-बिट त्रुटि पहचान 0xA0004000-0xA0008000

1. EDAC सक्षम करें पर क्लिक करें.
2. लिखें पर क्लिक करें।
3. EDAC अक्षम करें पर क्लिक करें.
4. डेटा फ़ील्ड में एक बिट (1-बिट त्रुटि सुधार के मामले में) या दो बिट (2-बिट त्रुटि पता लगाने के मामले में) बदलें (त्रुटि प्रस्तुत करना)।
5. लिखें पर क्लिक करें।
6. EDAC सक्षम करें पर क्लिक करें.
7. पढ़ें पर क्लिक करें।
8. GUI में त्रुटि गणना प्रदर्शन और डेटा फ़ील्ड का निरीक्षण करें। त्रुटि गणना मान 1 से बढ़ जाता है।

1-बिट त्रुटि लूप सुधार विंडो निम्नलिखित चित्र में दर्शाई गई है।

चित्र 9 • 1-बिट त्रुटि लूप डिटेक्शन विंडो

2-बिट त्रुटि पहचान मैनुअल विंडो निम्नलिखित चित्र में दर्शाई गई है।

चित्र 10 • 2-बिट त्रुटि पहचान मैनुअल विंडो

निष्कर्ष
यह डेमो MDDR सबसिस्टम के लिए SmartFusion2 SECDED क्षमताओं को दर्शाता है।

परिशिष्ट: जम्पर सेटिंग्स

निम्न तालिका स्मार्टफ्यूजन2 उन्नत विकास किट पर सेट करने के लिए सभी आवश्यक जंपर्स को दर्शाती है।

तालिका 4 • स्मार्टफ्यूजन2 उन्नत विकास किट जम्पर सेटिंग्स

जम्पर : पिन (से) : पिन (तक) : टिप्पणियाँ

• J116, J353, J354, J54 1 2 ये उन्नत संस्करण की डिफ़ॉल्ट जम्पर सेटिंग्स हैं
• J123 2 3 डेवलपमेंट किट बोर्ड। सुनिश्चित करें कि ये जंपर्स तदनुसार सेट किए गए हैं।
• जे124, जे121, जे32 1 2 जेTAG FTDI के माध्यम से प्रोग्रामिंग

DG0618 डेमो गाइड संशोधन 4.0

दस्तावेज़ / संसाधन

DDR मेमोरी का उपयोग करके SmartFusion0618 डिवाइस पर Microsemi DG2 त्रुटि का पता लगाना और सुधार करना [पीडीएफ] उपयोगकर्ता गाइड DG0618 DDR मेमोरी का उपयोग करने वाले SmartFusion2 डिवाइस पर त्रुटि का पता लगाना और सुधार, DG0618, DDR मेमोरी का उपयोग करने वाले SmartFusion2 डिवाइस पर त्रुटि का पता लगाना और सुधार, DDR मेमोरी का उपयोग करने वाले SmartFusion2 डिवाइस, DDR मेमोरी

संदर्भ

• उपयोगकर्ता पुस्तिका