DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA pogreška
Otkrivanje i ispravljanje seramske memorije
Upute za korištenje

©2021 Microsemi, podružnica tvrtke Microchip Technology Inc. u potpunom vlasništvu. Sva prava pridržana. Microsemi i logotip Microsemi registrirani su zaštitni znakovi tvrtke Microsemi Corporation. Svi ostali zaštitni znakovi i oznake usluga vlasništvo su njihovih vlasnika.
Microsemi ne daje nikakvo jamstvo, zastupanje ili jamstvo u vezi s ovdje sadržanim informacijama ili prikladnošću svojih proizvoda i usluga za bilo koju posebnu svrhu, niti Microsemi preuzima bilo kakvu odgovornost proizašlu iz primjene ili upotrebe bilo kojeg proizvoda ili sklopa. Proizvodi koji se ovdje prodaju i svi drugi proizvodi koje prodaje Microsemi podvrgnuti su ograničenom testiranju i ne bi se trebali koristiti zajedno s opremom ili aplikacijama koje su kritične. Smatra se da su sve specifikacije performansi pouzdane, ali nisu provjerene, a Kupac mora provesti i dovršiti sva ispitivanja performansi i druga ispitivanja proizvoda, samostalno i zajedno s bilo kojim krajnjim proizvodom ili ugrađenim u njega. Kupac se ne smije oslanjati ni na kakve podatke i specifikacije izvedbe ili parametre koje pruža Microsemi. Odgovornost je kupca da

samostalno utvrđivati ​​prikladnost bilo kojeg proizvoda te testirati i verificirati iste. Podaci koje ovdje pruža Microsemi daju se "kakvi jesu, gdje su" i sa svim greškama, a cijeli rizik povezan s takvim informacijama u potpunosti je na Kupcu. Microsemi ne daje, izričito ili implicitno, nijednoj strani nikakva patentna prava, licence ili bilo koja druga prava intelektualnog vlasništva, bilo u vezi s takvim informacijama ili bilo čime što je opisano u takvim informacijama. Podaci navedeni u ovom dokumentu vlasništvo su Microsemija, a Microsemi zadržava pravo izmjene informacija u ovom dokumentu ili bilo kojeg proizvoda i usluge u bilo kojem trenutku bez prethodne obavijesti.
O Microsemi
Microsemi, podružnica tvrtke Microchip Technology Inc. u potpunom vlasništvu (Nasdaq: MCHP), nudi opsežan portfelj poluvodičkih i sistemskih rješenja za zrakoplovstvo i obranu, komunikacije, podatkovne centre i industrijska tržišta. Proizvodi uključuju visokoučinkovite i radijacijsko-očvršćene analogne integrirane krugove mješovitog signala, FPGA, SoC i ASIC; proizvodi za upravljanje napajanjem; uređaji za mjerenje vremena i sinkronizaciju te precizna vremenska rješenja, postavljajući svjetske standarde za vrijeme; uređaji za obradu glasa; RF rješenja; diskretne komponente; poduzeća za pohranu i komunikacijska rješenja, sigurnosne tehnologije i skalabilni anti-tamper proizvodi; Ethernet rješenja; Power-over-Ethernet IC-ovi i srednji rasponi; kao i mogućnosti i usluge prilagođenog dizajna. Saznajte više na www.microsemi.com.

Povijest revizija

Povijest revizija opisuje promjene koje su implementirane u dokument. Promjene su navedene po reviziji, počevši od trenutne publikacije.
1.1 Revizija 11.0
Slijedi sažetak promjena napravljenih u ovoj reviziji.

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

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

Uvod

Ovaj dokument opisuje mogućnosti otkrivanja i ispravljanja pogrešaka (EDAC) uređaja SmartFusion® 2 na ugrađenoj statičkoj memoriji s izravnim pristupom (Seram). EDAC kontroleri implementirani u SmartFusion2 uređaje podržavaju ispravljanje jedne pogreške i otkrivanje dvostruke pogreške (SECDED). Sve memorije unutar podsustava mikrokontrolera (MSS) SmartFusion2 zaštićene su SECDED-om. 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 bita 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 pogreške i 2-bitnu detekciju pogreške.

U ovoj demonstraciji, EDAC se može prepoznati po treptajućoj svjetlećoj diodi (LED) na ploči i po grafičkom korisničkom sučelju (GUI).EDAC eSRAM-a podržava sljedeće značajke:

1. SECDED mehanizam
2. Omogućuje prekide ARM Cortex-M3 procesoru i FPGA strukturi nakon otkrivanja 1-bitne pogreške ili 2-bitne pogreške.
3. Pohranjuje broj 1-bitnih i 2-bitnih pogrešaka u registre brojača pogrešaka.
4. Pohranjuje adresu posljednje 1-bitne ili 2-bitne memorijske lokacije zahvaćene pogreškom.
5. Pohranjuje 1-bitne ili 2-bitne podatke o pogrešci u SECDED registre.
6. Omogućuje signale sabirnice grešaka FPGA strukturi.

Pogledajte poglavlje EDAC u UG0443: SmartFusion2 i IGLOO2 FPGA Sigurnost i pouzdanost korisničkog vodiča i poglavlje Seram u UG0331: SmartFusion2 mikrokontrolerski podsustav korisnički priručnik.
2.2 Zahtjevi za demo
Sljedeća tablica navodi hardverske i softverske zahtjeve za pokretanje demo dizajna.
Tablica 1 • Zahtjevi za dizajn

Zahtjev	Verzija
Operativni sustav	64 bitni Windows 7 i 10
Hardver
Komplet za procjenu sigurnosti SmartFusion2: • FlashPro4 programator • USB A na Mini – B USB kabel • Adapter od 12 V	Rev D ili noviji

Softver
FlashPro Express	Pogledajte readme.txt file predviđen u dizajnu files za verzije softvera koje se koriste s ovim referentnim dizajnom.
Libero
Softver System-on-Chip (SoC).
SoftConsole
Upravljački programi za glavno računalo	USB na UART upravljački programi
Za pokretanje demo GUI	Microsoft.NET Framework 4 klijent

Bilješka: Libero Smart Design i snimke zaslona konfiguracije prikazane u ovom vodiču služe samo za ilustraciju.
Otvorite Libero dizajn da vidite najnovija ažuriranja.
2.3 Preduvjeti
Prije nego počnete:
Preuzmite i instalirajte Libero SoC (kako je navedeno u webmjesto za ovaj dizajn) na glavnom računalu sa sljedeće lokacije.
https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
2.3.1 Dizajn Files
Demo dizajn filedostupni su za preuzimanje sa sljedeće staze u Microsemi webstranica: http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0388_df
Dizajn files uključuju:

• GUI Izvršna datoteka
• Projekt Libero
• Posao programiranja
• Readme file

Sljedeća slika prikazuje strukturu najviše razine dizajna files. Dodatne pojedinosti potražite u readme.txt file.2.4 Opis demo dizajna
Svaki Seram unutar MSS-a zaštićen je namjenskim EDAC kontrolerom. EDAC otkriva 1-bitnu ili 2-bitnu pogrešku kada se podaci čitaju iz memorije. Ako EDAC otkrije 1-bitnu grešku, EDAC kontroler ispravlja istu grešku. Ako je EDAC omogućen za sve 1-bitne i 2-bitne pogreške, odgovarajući brojači pogrešaka u sistemskim registrima se povećavaju i generiraju se odgovarajući prekidi i signali sabirnice grešaka za FPGA strukturu.
U okruženju osjetljivom na Single Event Upset (SEU), Random Access Memory (RAM) je sklona prolaznim pogreškama uzrokovanim teškim ionima. To se događa u stvarnom vremenu. Kako bi se to pokazalo, pogreška se uvodi ručno te se promatra otkrivanje i ispravljanje.
Ovaj demo dizajn uključuje implementaciju sljedećih zadataka:

• Omogući EDAC
• Zapišite podatke u Seram
• Očitajte podatke iz Serama
• Onemogući EDAC
• Ošteti jedan ili dva bita
• Zapišite podatke u Seram
• Omogući EDAC
• Pročitajte podatke
• U slučaju 1-bitne pogreške, EDAC kontroler ispravlja pogrešku, ažurira odgovarajuće statusne registre i daje podatke zapisane u koraku 2 u operaciji čitanja izvršenoj u koraku 8.
• U slučaju 2-bitne pogreške, generira se odgovarajući prekid, a aplikacija mora ispraviti podatke ili poduzeti odgovarajuću akciju u rukovatelju prekidima. Ove dvije metode prikazane su u ovoj demonstraciji.
  U ovoj demonstraciji implementirana su dva testa: test petlje i ručni test, a primjenjivi su i na 1-bitne i na 2-bitne pogreške.

2.4.1 Test petlje
Loop Test se izvršava kada SmartFusion2 primi naredbu za testiranje petlje iz GUI-ja. U početku, svi brojači grešaka i EDAC povezani registri se stavljaju 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 pogreškom na istu Seram memorijsku lokaciju.
5. Omogućite EDAC kontroler.
6. Pročitajte podatke s iste Seram memorije.
7. Pošalji 1-bitnu ili 2-bitnu detekciju pogreške i podatke o 1-bitnoj ispravci pogreške u slučaju 1-bitne pogreške u GUI.

2.4.2 Ručno ispitivanje
Ova metoda omogućuje ručno testiranje za omogućavanje ili onemogućavanje EDAC-a i operacije pisanja ili čitanja. Koristeći ovu metodu, 1-bitne ili 2-bitne pogreške mogu se uvesti na bilo koje mjesto unutar šava. Omogućite EDAC i zapišite podatke na navedenu adresu koristeći GUI polja. Onemogućite EDAC i zapišite 1-bitne ili 2-bitne oštećene podatke na istu lokaciju adrese. Omogućite EDAC i pročitajte podatke s iste lokacije adrese, a zatim se LED na ploči prebacuje kako bi obavijestio o otkrivanju i ispravljanju pogrešaka. Odgovarajući brojač pogrešaka prikazan je na GUI-ju. GUI serijska konzola bilježi sve radnje izvedene u SmartFusion2.
Sljedeća slika prikazuje demo operacije Seram EDAC.2.5 Pokretanje demonstracije
Ovaj odjeljak opisuje postavku ploče SmartFusion2 Security Evaluation Kit, GUI opcije i kako izvršiti demo dizajn.
2.5.1 Demo postavljanje
Sljedeći koraci opisuju kako postaviti demo:

1. Spojite FlashPro4 programator na J5 konektor ploče SmartFusion2 Security Evaluation Kit.
2. Spojite jedan kraj USB mini-B kabela na J18 konektor koji se nalazi na ploči SmartFusion2 Security Evaluation Kit. Spojite drugi kraj USB kabela na glavno računalo. Osigurajte da se upravljački programi USB na UART Bridge automatski detektiraju (može se provjeriti u Upravitelju uređaja), kao što je prikazano na slici 4, stranica 7.
   Bilješka: Kopirajte broj COM porta za konfiguraciju serijskog porta. Provjerite je li 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 upravljačke programe s www.microsemi.com/soc/documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip
4. Spojite kratkospojnike na ploči SmartFusion2 Security Evaluation Kit, kao što je prikazano na sljedećoj slici. Prekidač napajanja SW7 mora biti isključen tijekom spajanja kratkospojnika.
   Tablica 2 • Postavke premosnika kompleta za procjenu sigurnosti SmartFusion2

   Džemper	Prikvači (od)	Prikvači (na)	Komentari
   J22, J23, J24, J8, J3	1 (zadano)	2	Ovo su zadane postavke premosnika ploče SmartFusion2 Security Evaluation Kit. Provjerite jesu li ti kratkospojnici postavljeni na odgovarajući način.

5.  Spojite napajanje na konektor J18.

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 značajke:

1. Odabir COM porta i brzine prijenosa podataka.
2.  Odabir 1-bitne kartice za ispravljanje pogrešaka ili 2-bitne kartice za otkrivanje pogrešaka.
3. Izbor eSRAM0 ili eSRAM1.
4. Polje adrese za pisanje ili čitanje podataka na ili s navedene Seram adrese.
5. Podatkovno polje za pisanje ili čitanje podataka na ili s navedene Seram adrese.
6.  Sekcija serijske konzole za ispis informacija o statusu primljenih od aplikacije.
7. EDAC ON/OFF: Omogućuje ili onemogućuje EDAC.
8. Pisanje: Omogućuje pisanje podataka na navedenu adresu.
9. Čitaj: Omogućuje čitanje podataka s navedene adrese.
10. LOOP test ON/OFF: Omogućuje testiranje EDAC mehanizma metodom petlje.

2.5.3 Izvođenje dizajna
Sljedeći koraci opisuju kako pokrenuti dizajn:

1. Uključite prekidač napajanja, SW7.
2. Programirajte SmartFusion2 Security Evaluation kit ploču s poslom file predviđeno kao dio dizajna files (\Programming job\eSRAM_0\eSRAM0.job ili \Programming job\eSRAM_1\eSRAM1.job) pomoću softvera FlashPro Express, pogledajte Dodatak: Programiranje uređaja pomoću FlashPro Expressa, stranica 12.
3. Pritisnite prekidač SW6 za resetiranje ploče nakon uspješnog programiranja.
4. Pokrenite izvršnu datoteku EDAC_eSRAM Demo GUI file dostupan 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 to UART Bridge) s padajućeg popisa COM Port.
6. Odaberite brzinu prijenosa kao 57600 i kliknite Poveži. 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 karticu Error Detection 2-bit, kao što je prikazano na slici 7, stranica 10. i slici 8, stranica 11.
9. Mogu se provesti dvije vrste testova: Ručni i Loop.

2.5.3.1 Izvođenje testa petlje
Pritisnite Test petlje UKLJUČENO. Pokreće se u načinu rada petlje gdje se vrši kontinuirano ispravljanje i otkrivanje pogrešaka. Petlja se izvodi 200 ponavljanja. Sve radnje izvedene u SmartFusion2 bilježe se u odjeljku serijske konzole GUI-ja. 2-bitni test petlje za otkrivanje pogreške ispisuje pogrešku zahvaćenu Seram adresu u serijskoj konzoli. Pritisnite Loop Test OFF nakon dovršenih 200 ponavljanja.
Tablica 3 • Seram memorijske adrese koje se koriste u testu petlje

Memorija 1	1-bitno ispravljanje pogrešaka	2-bitno otkrivanje pogreške
eSRAM0	0x20000000	0x20002000
eSRAM1	0x20008000	0x2000A000

2.5.3.2 Izvođenje ručnog testa
U ovoj metodi, pogreške se unose ručno pomoću GUI-ja. Upotrijebite sljedeće korake za izvođenje 1-bitnog ispravljanja pogreške ili 2-bitnog otkrivanja pogreške:

1. Polja za unos adrese i podataka (koristite 32-bitne heksadecimalne vrijednosti).
2. Pritisnite EDAC ON.
3. Pritisnite Napiši.
4. Pritisnite EDAC ISKLJUČEN.
5. Samo promijenite 1-bit (u slučaju 1-bitne ispravke pogreške) ili 2 bita (u slučaju 2-bitne detekcije pogreške) u polju podataka (uvođenje pogreške).
6. Pritisnite Napiši.
7. Pritisnite EDAC ON.
8. Pritisnite Čitaj.
9. Promatrajte prikaz broja pogrešaka i polje podataka u GUI-ju. Vrijednost broja grešaka povećava se za 1.

Sve radnje izvedene u SmartFusion2 bilježe se u odjeljku serijske konzole GUI-ja.
Bilješka: Za prebacivanje s 1-bitne kartice za ispravljanje pogrešaka na 2-bitnu karticu za otkrivanje pogrešaka 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 s poslom programiranja file koristeći FlashPro Express.
Za programiranje uređaja učinite sljedeće:

1. Provjerite jesu li postavke kratkospojnika na ploči iste kao one navedene u tablici 2, stranica 7.
   Bilješka: Prekidač napajanja mora biti isključen tijekom spajanja kratkospojnika.
2. Spojite kabel napajanja na J6 konektor na ploči.
3. Uključite prekidač napajanja SW7.
4. Na glavnom računalu pokrenite softver FlashPro Express.
5. Pritisnite New ili odaberite New Job Project iz FlashPro Express Job iz izbornika Project za stvaranje novog projekta posla, kao što je prikazano na sljedećoj slici.
6. Unesite sljedeće u dijaloški okvir New Job Project iz FlashPro Express Job:
   • Posao programiranja file: Kliknite Pregledaj i idite do mjesta na kojem se nalazi .posao file se nalazi i odaberite file. Zadana lokacija je: \m2s_dg0388_df\Posao programiranja
   • FlashPro Express naziv projekta posla: Kliknite Pregledaj i dođite do mjesta gdje želite spremiti projekt.
7. Pritisnite 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. Provjerite pojavljuje li se broj programatora u polju Programer. Ako se ne dogodi, potvrdite veze ploče i kliknite Osvježi/ponovno skeniraj programere.
9. Pritisnite 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 Izlaz.

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

Dokumenti / Resursi

Microsemi DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA otkrivanje pogrešaka i ispravljanje eSRAM memorije [pdf] Korisnički priručnik DG0388, SmartFusion2 SoC FPGA otkrivanje pogreške i ispravljanje eSRAM memorije, DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA otkrivanje pogreške i ispravljanje eSRAM memorije

Reference

• korisnički priručnik