MICROCHIP hibaészlelés és -javítás az RTG4 LSRAM memórián

Revíziótörténet

A felülvizsgálati előzmények leírják a dokumentumban végrehajtott változtatásokat. A változtatások átdolgozásonként vannak felsorolva, a legfrissebb kiadványtól kezdve.

Felülvizsgálat 4.0
Az alábbiakban összefoglaljuk az ebben a felülvizsgálatban végrehajtott változtatásokat.

• Frissítettük a Libero SoC v2021.2 dokumentumot.
• Hozzáadott 1. függelék: Az eszköz programozása a FlashPro Express használatával, 14. oldal.
• Hozzáadott 2. függelék: A TCL parancsfájl futtatása, 16. oldal.
• Eltávolítottuk a Libero verziószámaira való hivatkozásokat.

Felülvizsgálat 3.0
Frissítettük a Libero v11.9 SP1 szoftverkiadás dokumentumát.

Felülvizsgálat 2.0
Frissítettük a Libero v11.8 SP2 szoftverkiadás dokumentumát.

Felülvizsgálat 1.0
Ennek a dokumentumnak az első publikációja.

Hibaészlelés és -javítás az RTG4 LSRAM memóriában

Ez a referenciaterv leírja az RTG4™ FPGA LSRAM-ok hibaészlelési és -javítási (EDAC) képességeit. Egy esemény felborulásra (SEU) érzékeny környezetben a RAM hajlamos a nehéz ionok okozta átmeneti hibákra. Ezeket a hibákat hibajavító kódok (ECC) alkalmazásával lehet észlelni és kijavítani. Az RTG4 FPGA RAM blokkok beépített EDAC vezérlőkkel rendelkeznek, amelyek hibajavító kódokat generálnak az 1 bites hiba kijavításához vagy a 2 bites hiba észleléséhez.

Ha 1 bites hibát észlel, az EDAC vezérlő kijavítja a hibabitet, és a hibajavító jelzőt (SB_CORRECT) aktív magasra állítja. Ha 2 bites hibát észlel, az EDAC vezérlő a hibaészlelési jelzőt (DB_DETECT) aktív magasra állítja.
Az RTG4 LSRAM EDAC funkcióival kapcsolatos további információkért lásd: UG0574: RTG4 FPGA Fabric

Felhasználói kézikönyv.
Ebben a referenciatervben az 1 bites hiba vagy a 2 bites hiba a SmartDebug GUI-n keresztül kerül bevezetésre. Az EDAC egy grafikus felhasználói felület (GUI) segítségével figyelhető meg, az UART interfészt használva az LSRAM-hoz való hozzáféréshez adatolvasáshoz/íráshoz, Libero® System-on-Chip (SoC) SmartDebug (J)TAG) a hibák LSRAM memóriába történő beillesztésére szolgál.

Tervezési követelmények
Az 1. táblázat felsorolja az RTG4 LSRAM EDAC demó futtatásához szükséges referencia tervezési követelményeket.

1. táblázat • Tervezési követelmények

Szoftver

• Libero SoC
• FlashPro Express
• SmartDebug
• Host PC illesztőprogramok USB-UART illesztőprogramok

Jegyzet: Az ebben az útmutatóban látható Libero SmartDesign és konfigurációs képernyőképek csak illusztrációk.
A legújabb frissítések megtekintéséhez nyissa meg a Libero dizájnt.

Előfeltételek
Mielőtt elkezdené:
Töltse le és telepítse a Libero SoC-t (amint az a webwebhely ehhez a tervhez) a gazdagépen a következő helyről: https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc

Demo Design
Töltse le a demo designt files a Microsemi-től webwebhely a következő címen: http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=rtg4_dg0703_df

A demo design filea következőket tartalmazza:

• Libero SoC projekt
• GUI telepítő
• Programozás files
• Readme.txt file
• TCL_Scripts

A gazdaszámítógép grafikus felhasználói felülete az USB-UART interfészen keresztül parancsokat ad ki az RTG4 eszköznek. Ezt az UART interfészt a CoreUART-tal tervezték, amely egy logikai IP a Libero SoC IP katalógusából. Az RTG4 szövet CoreUART IP-je fogadja a parancsokat, és továbbítja azokat a parancsdekódoló logikának. A parancsdekódoló logika dekódolja az olvasási vagy írási parancsot, amelyet a memória interfész logikájával hajtanak végre.

A memória interfész blokk az LSRAM hibajelzők olvasására/írására és figyelésére szolgál. A beépített EDAC kijavítja az 1 bites hibát az LSRAM-ból való olvasás során, és javított adatokat szolgáltat a felhasználói felületnek, de nem írja vissza a javított adatokat az LSRAM-ba. A beépített LSRAM EDAC nem valósít meg súrolási funkciót. A demó kialakítás a scrub logikát valósítja meg, amely figyeli az 1 bites korrekciós jelzőt, és egyetlen bites hiba esetén frissíti az LSRAM-ot a javított adatokkal.
A SmartDebug grafikus felhasználói felület 1 bites vagy 2 bites hibák beillesztésére szolgál az LSRAM adatokba.
Az 1. ábra az RTG4 LSRAM EDAC demótervezés legfelső szintű blokkdiagramját mutatja.

1. ábra • Legfelső szintű blokkdiagram

A következők a demó tervezési konfigurációk:

1. Az LSRAM ×18 módra van konfigurálva, és az EDAC engedélyezve van az LSRAM ECC_EN jelének magashoz való csatlakoztatásával.
   Jegyzet: Az LSRAM EDAC csak ×18 és ×36 módban támogatott.
2. A CoreUART IP úgy van beállítva, hogy 115200 XNUMX baud sebességgel kommunikáljon a gazda PC alkalmazással.
3. Az RTG4FCCCECALIB_C0 úgy van beállítva, hogy a CoreUART és más szövet logikát 80 MHz-en órajelezze.

Jellemzők
A demó tervezési jellemzői a következők:

• Olvass és írj az LSRAM-ba
• Szúrjon be 1 bites és 2 bites hibát a SmartDebug segítségével
• 1 bites és 2 bites hibaszám értékek megjelenítése
• Rendelkezés a hibaszám értékek törlésére
• Engedélyezze vagy tiltsa le a memóriatisztítási logikát

Leírás
Ez a bemutatóterv a következő feladatok végrehajtását foglalja magában:

• LSRAM inicializálása és elérése
  A szövetlogikában megvalósított memóriainterfész-logika megkapja az inicializálási parancsot a GUI-tól, és inicializálja az LSRAM első 256 memóriahelyét a növekményes adatokkal. Az LSRAM 256 memóriahelyére történő olvasási és írási műveleteket is végrehajtja a cím és az adatok GUI-tól való fogadásával. Az olvasási művelethez a tervezés lekéri az adatokat az LSRAM-ból, és megjeleníti a GUI-nak. Az elvárás az, hogy a tervezés ne okozzon hibákat a SmartDebug használata előtt.

Jegyzet: Az inicializálatlan memóriahelyeknek véletlenszerű értékei lehetnek, és a SmartDebug egybites vagy kétbites hibákat jeleníthet meg ezeken a helyeken.

• 1 bites vagy 2 bites hibák beszúrása
  A SmartDebug grafikus felhasználói felület az 1 bites vagy 2 bites hibák beillesztésére szolgál az LSRAM meghatározott memóriahelyére. A következő műveleteket hajtja végre a SmartDebug segítségével az 1-bites és a 2-bites hibák beszúrása az LSRAM-ba:
  • Nyissa meg a SmartDebug GUI-t, kattintson a Debug FPGA Array elemre.
  • Lépjen a Memóriablokkok lapra, válassza ki a memóriapéldányt, és kattintson a jobb gombbal a Hozzáadás gombra.
  • A memóriablokk olvasásához kattintson a Blokk olvasása gombra.
  • Szúrjon be egybites vagy kétbites hibát az LSRAM egy bizonyos mélységű bármely helyére.
  • Ha a módosított helyre szeretne írni, kattintson az Írási blokk gombra.
    Az LSRAM olvasási és írási művelete során a SmartDebug segítségével (JTAG) interfész, az EDAC vezérlő megkerülve, és nem számítja ki az ECC biteket az írási művelethez az e lépésben.
• Hiba a számlálás során
  A 8 bites számlálók a hibaszámlálás biztosítására szolgálnak, és a szövet logikájába vannak betervezve az 1 bites vagy 2 bites hibák számlálására. A parancsdekódoló logika biztosítja a számlálási értékeket a grafikus felhasználói felületnek, amikor parancsokat fogad a grafikus felhasználói felületről.

Óraszerkezet
Ebben a demó kialakításban egy óratartomány található. A belső 50 MHz-es oszcillátor hajtja az RTG4FCCC-t, amely tovább hajtja az RTG4FCCCECALIB_C0-t. Az RTG4FCCCECALIB_C0 80 MHz-es órajelet állít elő, amely órajelforrást biztosít a COREUART, cmd_decoder, TPSRAM_ECC és RAM_RW moduloknak.
A következő ábra a bemutató dizájn órajel-struktúráját mutatja.

2. ábra • Óraszerkezet

Struktúra visszaállítása
Ebben a bemutató kialakításban a COREUART, cmd_decoder és RAM_RW modulok visszaállítási jelét az RTG4FCCCECALIB_C0 LOCK portján keresztül biztosítják. A következő ábra a demó dizájn visszaállítási struktúráját mutatja.

3. ábra • Struktúra visszaállítása

A bemutatótervezés beállítása
A következő szakaszok leírják, hogyan kell beállítani az RTG4 fejlesztőkészletet és a grafikus felhasználói felületet a bemutatóterv futtatásához.

Jumper beállítások

1. Csatlakoztassa a jumpereket az RTG4 fejlesztőkészleten a 2. táblázat szerint.
   2. táblázat • Jumper beállítások

   Jumper	Pin (feladó)	Rögzítés (Címzett)	Megjegyzések
   J11, J17, J19, J21, J23, J26, J27, J28	1	2	Alapértelmezett
   J16	2	3	Alapértelmezett
   J32	1	2	Alapértelmezett
   J33	1	3	Alapértelmezett
   	2	4

   Jegyzet: A jumperek csatlakoztatása közben kapcsolja ki az SW6 tápkapcsolót.

2. Csatlakoztassa az USB-kábelt (mini USB-A típusú USB-kábel) az RTG47 fejlesztőkészlet J4-es csatlakozójához, a kábel másik végét pedig a gazdaszámítógép USB-portjához.
3. Győződjön meg arról, hogy az USB-UART híd illesztőprogramjai automatikusan felismerésre kerülnek. Ezt a gazdaszámítógép eszközkezelőjében ellenőrizheti.
   A 4. ábra az USB 2.0 soros port tulajdonságait, valamint a csatlakoztatott COM31 és USB C soros átalakítót mutatja be.

4. ábra • USB-UART Bridge illesztőprogramok

Jegyzet: Ha az USB-UART híd illesztőprogramjai nincsenek telepítve, töltse le és telepítse az illesztőprogramokat a következő helyről: www.microsemi.com//documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip

Az 5. ábra az EDAC demó futtatásához szükséges kártyabeállításokat mutatja az RTG4 fejlesztőkészleten.

A Demo Design programozása

1. Indítsa el a Libero SOC szoftvert.
2. Az RTG4 fejlesztőkészlet programozása a munkával file a tervezés részeként biztosított files FlashPro Express szoftverrel, lásd: 1. függelék: Az eszköz programozása a FlashPro Express használatával, 14. oldal.
   Jegyzet: Miután a programozás megtörtént a munkával file a FlashPro Express szoftveren keresztül, folytassa az EDAC Demo GUI-val, 9. oldal. Ellenkező esetben folytassa a következő lépéssel.
3. A Libero tervezési folyamatában kattintson a Program futtatása műveletre.
4. A programozás befejeztével zöld pipa jelenik meg a „Programművelet futtatása” felirat előtt, jelezve a demó terv sikeres programozását.

EDAC Demo GUI
Az EDAC demó felhasználóbarát grafikus felhasználói felülettel van ellátva, amint az a 7. ábrán látható, amely az RTG4 fejlesztőkészlettel kommunikáló gazdaszámítógépen fut. Az UART az alapul szolgáló kommunikációs protokoll a gazdaszámítógép és az RTG4 Development Kit között.

A GUI a következő szakaszokat tartalmazza:

1. COM port kiválasztása az UART kapcsolat létrehozásához az RTG4 FPGA-val 115200 XNUMX baud sebességgel.
2. LSRAM memória írása: A 8 bites adatok írása a megadott LSRAM memóriacímre.
3. Memória súrolás: A súrolási logika engedélyezése vagy letiltása.
4. LSRAM memória olvasása: 8 bites adatok beolvasása a megadott LSRAM memóriacímről.
5. Error Count: Megjeleníti a hibaszámot, és lehetőséget biztosít a számláló értékének nullára történő törlésére.
6. 1 bites hibaszám: 1 bites hibaszámot jelenít meg, és lehetőséget biztosít a számláló értékének nullára történő törlésére.
7. 2 bites hibaszám: Megjeleníti a 2 bites hibaszámot, és lehetőséget biztosít a számláló értékének nullára történő törlésére.
8. Naplóadatok: Állapotinformációkat biztosít minden, a grafikus felhasználói felület segítségével végrehajtott művelethez.

A bemutató futtatása
A következő lépések a demó futtatását írják le:

1. Menj \v1.2.2\v1.2.2\Exe, és kattintson duplán az EDAC_GUI.exe fájlra a 8. ábrán látható módon.
2. Válassza ki a COM31 portot a listából, és kattintson a Csatlakozás gombra.

Egybites hibabefecskendezés és -javítás

1. A rendelkezésre álló Libero tervben kattintson duplán a SmartDebug Design elemre a tervezési folyamatban.
2. A SmartDebug grafikus felületen kattintson a Debug FPGA Array elemre.
3. A Debug FPGA Array ablakban lépjen a Memóriablokkok fülre. Megjeleníti az LSRAM blokkot a tervezésben logikai és fizikai formában view. A logikai blokkok L ikonnal, a fizikai blokkok pedig P ikonnal jelennek meg.
4. Válassza ki a fizikai blokkpéldányt, és kattintson a jobb gombbal a Hozzáadás gombra.
5. A memóriablokk olvasásához kattintson a Blokk olvasása gombra.
6. Szúrjon be 1 bites hibát a 8 bites adatokba az LSRAM bármely helyére a 256. mélységig, amint az a következő ábrán látható, ahol 1 bites hiba kerül az LSRAM 0. helyére.
7. Kattintson a Blokk írása gombra, hogy a módosított adatokat a kívánt helyre írja.
8. Lépjen az EDAC grafikus felületére, írja be a Cím mezőt az LSRAM memória olvasása szakaszban, majd kattintson az Olvasás gombra, ahogy az a következő ábrán látható.
9. Figyelje meg az 1 Bit Error Count és Read Data mezőket a grafikus felhasználói felületen. A hibaszám értéke 1-gyel nő.
   Az Adatok olvasása mező a helyes adatokat jeleníti meg, miközben az EDAC javítja a hibabitet.

Jegyzet: Ha a memóriatisztítás nincs engedélyezve, akkor a hibaszám minden, ugyanarról az LSRAM-címről történő olvasásnál növekszik, mivel az 1 bites hibát okoz.

Duplabites hibabefecskendezés és -észlelés

1. Hajtsa végre az 1-5. lépést az Egybites hibabefecskendezés és -javítás, 10. oldalon leírtak szerint.
2. Szúrjon be 2 bites hibát a 8 bites adatokba az LSRAM bármely helyére a 256. mélységig, ahogy az a következő ábrán látható, ahol a 2 bites hiba az LSRAM „A” helyére kerül beillesztésre.
3. Kattintson a Blokk írása gombra, hogy a módosított adatokat a kívánt helyre írja.
4. Lépjen az EDAC grafikus felületére, írja be a Cím mezőt az LSRAM memória olvasása szakaszban, majd kattintson az Olvasás gombra, ahogy az a következő ábrán látható.
5. Figyelje meg a 2 bites hibaszám és az adatolvasási mezőket a grafikus felhasználói felületen. A hibaszám értéke 1-gyel nő.
   Az Adatok olvasása mező a sérült adatokat jeleníti meg.

Az RTG4-ben végrehajtott összes művelet naplózásra kerül a GUI Soros konzol szakaszában.

Következtetés
Ez a bemutató kiemeli az RTG4 LSRAM memóriák EDAC képességeit. Az 1 bites hiba vagy a 2 bites hiba a SmartDebug GUI-n keresztül jelenik meg. Az 1 bites hibajavítás és a 2 bites hibaészlelés EDAC grafikus felhasználói felület segítségével figyelhető meg.

Az eszköz programozása a FlashPro Express használatával

Ez a rész leírja, hogyan kell programozni az RTG4 eszközt a programozási feladattal file FlashPro Express használatával.

A készülék programozásához hajtsa végre a következő lépéseket:

1. Győződjön meg arról, hogy a jumper beállításai a táblán megegyeznek az UG3 0617. táblázatában felsoroltakkal:
   RTG4 fejlesztőkészlet használati útmutatója.
2. Opcionálisan a J32 jumper beállítható a 2-3 érintkezők csatlakoztatására külső FlashPro4, FlashPro5 vagy FlashPro6 programozó használatakor a beágyazott FlashPro5 használatához az alapértelmezett jumper beállítás helyett.
   Jegyzet: Az SW6 tápkapcsolót KI kell kapcsolni a jumper bekötése közben.
3. Csatlakoztassa a tápkábelt a kártya J9 csatlakozójához.
4. Kapcsolja BE az SW6 tápkapcsolót.
5. Ha a beágyazott FlashPro5-öt használja, csatlakoztassa az USB-kábelt a J47-es csatlakozóhoz és a gazdaszámítógéphez.
   Alternatív megoldásként, ha külső programozót használ, csatlakoztassa a szalagkábelt a JTAG J22 fejlécet, és csatlakoztassa a programozót a gazdaszámítógéphez.
6. A gazdaszámítógépen indítsa el a FlashPro Express szoftvert.
7. Kattintson az Új gombra, vagy válassza az Új munkaprojekt elemet a FlashPro Express Job menüből a Projekt menüből egy új munkaprojekt létrehozásához, ahogy az a következő ábrán látható.
8. Írja be a következőket az Új munkaprojekt a FlashPro Express Jobból párbeszédpanelen:
   • Programozási munka file: Kattintson a Tallózás gombra, és navigáljon arra a helyre, ahol a .job file található, és válassza ki a file. Az alapértelmezett hely: \rtg4_dg0703_df\Programozási_Job
   • FlashPro Express munkaprojekt helye: Kattintson a Tallózás gombra, és navigáljon a kívánt FlashPro Express projekt helyére.
9. Kattintson az OK gombra. A szükséges programozás file ki van választva, és készen áll a készülékben történő programozásra.
10. Megjelenik a FlashPro Express ablak, és ellenőrizze, hogy a programozói szám megjelenik-e a Programozó mezőben. Ha nem, erősítse meg a kártya csatlakozásait, és kattintson a Programozók frissítése/Újrakeresése gombra.
11. Kattintson a RUN gombra. Ha a készüléket sikeresen programozták, a RUN PASSED állapot jelenik meg a következő ábrán látható módon.
12. Zárja be a FlashPro Express programot, vagy kattintson a Kilépés gombra a Projekt lapon.

A TCL parancsfájl futtatása

A TCL szkriptek a tervben megtalálhatók files mappát a TCL_Scripts könyvtárban. Igény esetén a tervezés
Az áramlás reprodukálható a tervezési megvalósítástól a munka létrehozásáig file.

A TCL futtatásához kövesse az alábbi lépéseket:

1. Indítsa el a Libero szoftvert
2. Válassza a Projekt > Parancsfájl végrehajtása… lehetőséget.
3. Kattintson a Tallózás gombra, és válassza ki a script.tcl fájlt a letöltött TCL_Scripts könyvtárból.
4. Kattintson a Futtatás gombra.

A TCL szkript sikeres végrehajtása után a Libero projekt létrejön a TCL_Scripts könyvtárban.
A TCL-szkriptekkel kapcsolatos további információkért tekintse meg az rtg4_dg0703_df/TCL_Scripts/readme.txt fájlt.
A TCL parancsokkal kapcsolatos további részletekért tekintse meg a Libero® SoC TCL parancsok kézikönyvét. A TCL-szkript futtatása során felmerülő bármilyen kérdés esetén forduljon a műszaki támogatáshoz.

A Microsemi nem vállal garanciát, képviseletet vagy garanciát az itt található információkra, illetve termékeinek és szolgáltatásainak bármilyen meghatározott célra való alkalmasságára vonatkozóan, és a Microsemi nem vállal semmilyen felelősséget a termék vagy áramkör alkalmazásából vagy használatából eredően. Az itt értékesített termékek és a Microsemi által értékesített bármely más termék korlátozott tesztelésen esett át, és nem használhatók kritikus fontosságú berendezésekkel vagy alkalmazásokkal együtt. Bármely teljesítményspecifikáció megbízhatónak tekinthető, de nem ellenőrzött, és a Vevőnek el kell végeznie a termékek minden teljesítmény- és egyéb vizsgálatát, egyedül és a végtermékekkel együtt, vagy beleszerelve. A Vevő nem hagyatkozhat a Microsemi által biztosított adatokra és teljesítményspecifikációkra vagy paraméterekre. A Vevő felelőssége bármely termék alkalmasságának független megállapítása, valamint annak tesztelése és ellenőrzése. A Microsemi által az alábbiakban közölt információk „ahogy vannak, hol vannak” és minden hibával együtt, és az ilyen információkkal kapcsolatos teljes kockázat teljes mértékben a Vevőt terheli. A Microsemi sem kifejezetten, sem hallgatólagosan nem biztosít szabadalmi jogokat, licenceket vagy egyéb szellemi tulajdonjogokat sem magára az információra, sem az információ által leírtakra vonatkozóan. Az ebben a dokumentumban közölt információk a Microsemi tulajdonát képezik, és a Microsemi fenntartja a jogot, hogy bármikor, előzetes értesítés nélkül módosítsa a jelen dokumentumban található információkat, vagy bármely terméket és szolgáltatást.

A Microsemiről A Microsemi, a Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP) XNUMX%-os tulajdonában lévő leányvállalata félvezető- és rendszermegoldások átfogó portfólióját kínálja a repülési és védelmi, kommunikációs, adatközponti és ipari piacok számára. A termékek közé tartoznak a nagy teljesítményű és sugárzásálló analóg vegyes jelű integrált áramkörök, FPGA-k, SoC-k és ASIC-k; energiagazdálkodási termékek; időzítő és szinkronizáló eszközök és precíz időmegoldások, amelyek a világ időmércéjét állítják fel; Hangfeldolgozó eszközök; RF megoldások; diszkrét alkatrészek; vállalati tárolási és kommunikációs megoldások, biztonsági technológiák és méretezhető anti-tamper termékek; Ethernet megoldások; Power-over-Ethernet IC-k és midspans; valamint egyedi tervezési képességek és szolgáltatások. További információ: www.microsemi.com.

Microsemi központja
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 USA
Az USA-n belül: +1 800-713-4113
Az USA-n kívül: +1 949-380-6100
Eladás: +1 949-380-6136
Fax: +1 949-215-4996
E-mail: értékesítés.support@microsemi.com
www.microsemi.com

©2021 Microsemi, a Microchip Technology Inc. teljes tulajdonú leányvállalata. Minden jog fenntartva. A Microsemi és a Microsemi logó a Microsemi Corporation bejegyzett védjegyei. Minden egyéb védjegy és szolgáltatási védjegy a megfelelő tulajdonosok tulajdona.

Microsemi Proprietary DG0703 Revision 4.0

Dokumentumok / Források

MICROCHIP hibaészlelés és -javítás az RTG4 LSRAM memórián [pdf] Felhasználói útmutató DG0703 Demo, Hibaészlelés és -javítás az RTG4 LSRAM memórián, Felismerés és javítás az RTG4 LSRAM memórián, RTG4 LSRAM memória, LSRAM memória

Hivatkozások

• Felhasználói kézikönyv