Microsemi DG0618 DDR жады арқылы SmartFusion2 құрылғыларында қатені анықтау және түзету

Microsemi Корпоративтік штаб-пәтері
Бір кәсіпорын, Алисо Виехо,
CA 92656 АҚШ
АҚШ ішінде: +1 800-713-4113
АҚШ-тан тыс жерде: +1 949-380-6100
Факс: +1 949-215-4996
Электрондық пошта: sales.support@microsemi.com
www.microsemi.com
© 2017 Microsemi корпорациясы. Барлық құқықтар сақталған. Microsemi және Microsemi логотипі Microsemi корпорациясының сауда белгілері болып табылады. Барлық басқа сауда белгілері мен қызмет көрсету белгілері олардың тиісті иелерінің меншігі болып табылады

Microsemi осы құжатта қамтылған ақпаратқа немесе оның өнімдері мен қызметтерінің белгілі бір мақсатқа жарамдылығына қатысты ешқандай кепілдік, мәлімдеме немесе кепілдік бермейді, сондай-ақ Microsemi қандай да бір өнімді немесе тізбекті қолданудан немесе пайдаланудан туындайтын жауапкершілікті өз мойнына алмайды. Осы шарт бойынша сатылатын өнімдер және Microsemi сататын кез келген басқа өнімдер шектеулі сынақтан өтті және олар маңызды жабдықпен немесе қолданбалармен бірге пайдаланылмауы керек. Кез келген өнімділік спецификациялары сенімді деп есептеледі, бірақ тексерілмеген және Сатып алушы өнімдердің барлық өнімділігін және басқа сынақтарын жалғыз және кез келген соңғы өнімдермен бірге немесе оларда орнатылған немесе олармен бірге өткізіп, аяқтауы керек. Сатып алушы Microsemi ұсынған ешбір деректер мен өнімділік сипаттамаларына немесе параметрлеріне сенбеуі керек. Кез келген өнімнің жарамдылығын өз бетінше анықтау және оны сынау және тексеру Сатып алушының міндеті. Осы жерде Microsemi ұсынатын ақпарат барлық ақаулармен бірге «сол қалпында, қайда болса да» беріледі және мұндай ақпаратқа байланысты барлық тәуекел толығымен Сатып алушыға жүктеледі. Microsemi ешбір тарапқа осындай ақпараттың өзіне немесе осындай ақпаратта сипатталған кез келген нәрсеге қатысты қандай да бір патенттік құқықтарды, лицензияларды немесе кез келген басқа интеллектуалдық құқықтарды бермейді. Осы құжатта берілген ақпарат Microsemi компаниясының меншігі болып табылады және Microsemi осы құжаттағы ақпаратқа немесе кез келген өнімдер мен қызметтерге кез келген уақытта ескертусіз кез келген өзгертулер енгізу құқығын өзіне қалдырады.

Microsemi туралы
Microsemi корпорациясы (Nasdaq: MSCC) аэроғарыш және қорғаныс, байланыс, деректер орталығы және өнеркәсіптік нарықтар үшін жартылай өткізгіш және жүйелік шешімдердің жан-жақты портфолиосын ұсынады. Өнімдерге өнімділігі жоғары және радиациямен шыңдалған аналогты аралас сигналды интегралды схемалар, FPGA, SoC және ASIC кіреді; қуатты басқару өнімдері; уақыт бойынша әлемдік стандартты белгілейтін хронометраж және синхрондау құрылғылары және нақты уақыт шешімдері; дауысты өңдеу құрылғылары; RF шешімдері; дискретті компоненттер; кәсіпорынның сақтау және байланыс шешімдері, қауіпсіздік технологиялары және масштабталатын анти-tampөнімдер; Ethernet шешімдері; Power-over-Ethernet IC және ортаңғы диапазондар; сондай-ақ тапсырыс беруші дизайн мүмкіндіктері мен қызметтері. Microsemi штаб-пәтері Калифорниядағы Алисо Виехо қаласында орналасқан және дүние жүзінде шамамен 4,800 қызметкері бар. Толығырақ мына жерден біліңіз www.microsemi.com.

Қайта қарау тарихы

Тексеру журналы құжатқа енгізілген өзгерістерді сипаттайды. Өзгерістер ең соңғы жарияланымнан бастап қайта қарау бойынша тізімделеді.

• 4.0 нұсқасы
  Libero v11.8 бағдарламалық құралының шығарылымы үшін құжат жаңартылды.
• 3.0 нұсқасы
  Libero v11.7 бағдарламалық құралының шығарылымы үшін құжат жаңартылды.
• 2.0 нұсқасы
  Libero v11.6 бағдарламалық құралының шығарылымы үшін құжат жаңартылды.
• 1.0 нұсқасы
  Libero SoC v11.5 бағдарламалық құралының шығарылымы үшін бастапқы шығарылым.

DDR жады арқылы SmartFusion2 құрылғыларында қатені анықтау және түзету

Кіріспе
Бір оқиғаның бұзылуына (SEU) сезімтал ортада кездейсоқ қол жеткізу жады (RAM) ауыр иондардан туындаған өтпелі қателерге бейім болады.
Бұл құжат микроконтроллер ішкі жүйесі (MSS) DDR (MDDR) арқылы қосылған жадтары бар қолданбаларда қолданылатын SoC FPGA EDAC мүмкіндіктерін сипаттайды.
SmartFusion2 құрылғыларында енгізілген EDAC контроллері бір қатені түзетуді және қос қатені анықтауды (SECDED) қолдайды. SmartFusion2 АЖ құрылғыларындағы барлық жадтар — жақсартылған статикалық кездейсоқ қол жеткізу жады (eSRAM), DDR, төмен қуатты DDR (LPDDR) — SECDED арқылы қорғалған. DDR синхронды динамикалық кездейсоқ қол жеткізу жады (SDRAM) MDDR конфигурациясына және аппараттық ECC мүмкіндіктеріне байланысты DDR2, DDR3 немесе LPDDR1 болуы мүмкін.
SmartFusion2 MDDR ішкі жүйесі 4 ГБ дейінгі жад тығыздығын қолдайды. Бұл демонстрацияда DDR мекенжай кеңістігінде 1 ГБ кез келген жад орнын таңдауға болады (0xA0000000 - 0xDFFFFFFF).
SECDED қосылған кезде:

• Жазу операциясы 8 бит SECDED кодын есептейді және қосады (әрбір 64 бит деректерге)
• Оқу әрекеті 1 биттік қатені түзетуді және 2 биттік қатені анықтауды қолдау үшін деректерді сақталған SECDED кодымен оқиды және тексереді

Келесі сурет DDR SDRAM құрылғысындағы SmartFusion2 EDAC блок диаграммасын сипаттайды.

1-сурет • Жоғарғы деңгей блок-схемасы

DDR EDAC мүмкіндігі мыналарды қолдайды:

1.  SECDED механизмі
2. 3 биттік қатені немесе 1 биттік қатені анықтаған кезде ARM Cortex-M2 процессоры мен FPGA құрылғысына үзілістерді береді
3. Қателерді есептегіш регистрлерінде 1-разрядты және 2-разрядты қателердің санын сақтайды
4. Соңғы 1-биттік немесе 2-биттік қате әсер еткен жад орнының мекенжайын сақтайды
5. 1-биттік немесе 2-биттік қате деректерін SECDED регистрлерінде сақтайды
6. FPGA матасына қате шинасы сигналдарын береді

EDAC туралы қосымша ақпаратты UG0443: SmartFusion2 және IGLOO2 FPGA қауіпсіздік және сенімділік пайдаланушы нұсқаулығын және UG0446: SmartFusion2 және IGLOO2 FPGA жоғары жылдамдықты DDR интерфейстерінің пайдаланушы нұсқаулығын қараңыз.

Дизайнға қойылатын талаптар
Төмендегі кестеде дизайн талаптары берілген.

1-кесте • Дизайнға қойылатын талаптар

• Дизайн талаптарының сипаттамасы
• Аппараттық құралдарға қойылатын талаптар
• SmartFusion2 Advanced Development Kit тақтасы Rev B немесе одан кейінгі
• FlashPro5 бағдарламашысы немесе одан кейінгі нұсқасы
• USB A - mini-B USB кабелі
• Қуат адаптері 12 В
• DDR3 аналық тақта
• Операциялық жүйе Кез келген 64 биттік немесе 32 биттік Windows XP SP2
• Кез келген 64 биттік немесе 32 биттік Windows 7
• Бағдарламалық қамтамасыз ету талаптары
• Libero® System-on-Chip (SoC) v11.8
• SoftConsole v4.0
• FlashPro бағдарламалау бағдарламалық құралы v11.8
• Хост компьютер драйверлері USB-UART драйверлері
• Microsoft .NET Framework 4 клиентінің демонстрациясын іске қосу үшін негіз

Демо дизайн
Демо дизайны files Microsemi жүйесінде келесі жолдан жүктеп алуға болады webсайт: http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0618_liberov11p8_df
Демо дизайны fileмыналарды қамтиды:

• DDR конфигурациясы File
• DDR_EDAC
• Бағдарламалау files
• GUI орындалатын
• Readme file

Төмендегі сурет дизайнның жоғарғы деңгейлі құрылымын сипаттайды fileс. Қосымша мәліметтер алу үшін readme.txt файлын қараңыз file.

2-сурет • Демо-дизайндың жоғарғы деңгейдегі құрылымы

Демо дизайнды жүзеге асыру
MDDR ішкі жүйесінде арнайы EDAC контроллері бар. Деректерді жадтан оқу кезінде EDAC 1 биттік қатені немесе 2 биттік қатені анықтайды. EDAC 1 биттік қатені анықтаса, EDAC контроллері қате битін түзетеді. EDAC барлық 1 биттік және 2 биттік қателер үшін қосылса, жүйелік регистрлердегі сәйкес қате есептегіштері ұлғаяды және сәйкес үзілістер мен FPGA құрылымына қате шинасы сигналдары жасалады.
Бұл нақты уақытта орын алады. Осы SECDED мүмкіндігін көрсету үшін қате қолмен енгізіледі және анықтау мен түзету байқалады.
Бұл демонстрациялық дизайн келесі қадамдарды орындауды қамтиды:

1. EDAC қосыңыз
2. DDR-ге деректерді жазу
3. DDR деректерін оқу
4. EDAC өшіру
5. 1 немесе 2 бит зақымдалған
6. DDR-ге деректерді жазу
7. EDAC қосыңыз
8. Деректерді оқыңыз
9. 1-биттік қате болған жағдайда EDAC контроллері қатені түзетеді, сәйкес күй регистрлерін жаңартады және 2-қадамда орындалған оқу әрекетінде 8-қадамда жазылған деректерді береді.
10. 2-биттік қате болған жағдайда, сәйкес үзу жасалады және қолданба деректерді түзетуі немесе үзіліс өңдегішінде сәйкес әрекетті орындауы керек. Бұл екі әдіс осы демонстрацияда көрсетілген.

Бұл демонстрацияда екі сынақ орындалды: цикл сынағы және қолмен сынақ және олар 1-биттік және 2-биттік қателерге де қолданылады.

Цикл сынағы
SmartFusion2 құрылғылары графикалық интерфейстен цикл сынағы пәрменін алған кезде цикл сынағы орындалады. Бастапқыда барлық қате есептегіштері мен EDAC қатысты регистрлер RESET күйіне орналастырылады.
Әрбір итерация үшін келесі қадамдар орындалады.

1. EDAC контроллерін қосыңыз
2. Деректерді арнайы DDR жады орнына жазыңыз
3. EDAC контроллерін өшіріңіз
4. 1-биттік немесе 2-биттік қатеден туындаған деректерді бірдей DDR жады орнына жазыңыз
5. EDAC контроллерін қосыңыз
6. Деректерді бірдей DDR жады орнынан оқыңыз
7. GUI-ге 1-биттік қате болған жағдайда 2-биттік немесе 1-биттік қатені анықтау және 1-биттік қатені түзету деректерін жіберіңіз.

Қолмен тест
Бұл әдіс инициализациямен бірге DDR жады мекенжайы (1xA2 - 0xDFFFFFFF) үшін 0000000 биттік қатені анықтау мен түзетуді және 0 биттік қатені анықтауды қолмен тексеруге мүмкіндік береді. 1-бит/2-бит қате таңдалған DDR жады мекенжайына қолмен енгізіледі. Берілген деректер EDAC қосылған таңдалған DDR жады орнына жазылады. Бүлінген 1-биттік немесе 2-биттік қате деректері EDAC өшірілген кезде бірдей жад орнына жазылады. Анықталған 1 биттік немесе 2 биттік қате туралы ақпарат деректер EDAC қосылған кезде бір жад орнынан оқылған кезде тіркеледі. Жоғары өнімді DMA контроллері
(HPDMA) DDR жадындағы деректерді оқу үшін пайдаланылады. Қос разрядты қатені анықтау үзіліс өңдеушісі 2 биттік қате анықталған кезде тиісті әрекетті орындау үшін жүзеге асырылады.
Келесі суретте EDAC демонстрациялық әрекеттері сипатталған.

3-сурет • Дизайн ағыны

Ескерту: 2-биттік қате үшін, Cortex-M3 процессоры деректерді оқығанда, кодты орындау қатты қате өңдегішіне өтеді, өйткені алынған үзу процессорға жауап беру үшін кешігіп қалады. Үзіліске жауап берген кезде ол деректерді жіберіп қойған болуы және кездейсоқ команданы іске қосқан болуы мүмкін. Нәтижесінде, HRESP қате деректерді өңдеуді тоқтатады. 2 биттік қатені анықтау DDR ​​мекенжайы орнынан деректерді оқу үшін HPDMA пайдаланады, ол процессорға оқылған деректерде 2 биттік қате бар және жүйе қалпына келтіру үшін тиісті әрекетті орындауы керек (ECC үзу өңдеушісі) нұсқау береді.

Демо дизайнын орнату
Бұл бөлім SmartFusion2 Advanced Development Kit тақтасын орнатуды, GUI опцияларын және демонстрациялық дизайнды орындау жолын сипаттайды.
Келесі қадамдар демонстрацияны орнату жолын сипаттайды:

1. USB mini-B кабелінің бір ұшын SmartFusion33 Advanced Development Kit тақтасында берілген J2 қосқышына жалғаңыз. USB кабелінің екінші ұшын негізгі компьютерге қосыңыз. Жарық шығаратын диод (жарық диод) DS27 жануы керек, бұл UART байланысының орнатылғанын көрсетеді. USB-UART көпір драйверлерінің келесі суретте көрсетілгендей автоматты түрде анықталғанына көз жеткізіңіз (құрылғы менеджерінде тексеруге болады).
   4-сурет • USB-UART көпірінің драйверлері
   
   USB-UART көпірінің драйверлері орнатылмаған болса, драйверлерді мына жерден жүктеп алып, орнатыңыз: www.microsemi.com/soc/documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip.
2. 2-кесте, 4-бетте көрсетілгендей SmartFusion11 Advanced Development Kit тақтасындағы секіргіштерді қосыңыз. Секіргіш қосылымдарды орындаған кезде SW7 қуат көзінің қосқышы OFF болуы керек.

5-сурет • SmartFusion2 Advanced Development Kit тақтасын орнату

 Графикалық пайдаланушы интерфейсі
Бұл бөлім DDR – EDAC демо графикалық интерфейсін сипаттайды.

6-сурет • DDR – EDAC демо графикалық интерфейсі

GUI келесі мүмкіндіктерді қолдайды:

1. COM портын және жіберу жылдамдығын таңдау
2. 1 биттік қатені түзету қойындысын немесе 2 биттік қатені анықтауды таңдау
3. Көрсетілген DDR мекенжайына немесе одан деректерді жазу немесе оқу үшін мекенжай өрісі
4. Көрсетілген DDR мекенжайына немесе одан деректерді жазуға немесе оқуға арналған деректер өрісі
5. Бағдарламадан алынған күй ақпаратын басып шығару үшін Сериялық консоль бөлімі
6. EDAC қосу/өшіру EDAC: EDAC мүмкіндігін қосады немесе өшіреді
7. Жазу: көрсетілген мекенжайға деректерді жазуға мүмкіндік береді
8.  Оқу: көрсетілген мекенжайдан деректерді оқуға мүмкіндік береді
9. Циклді тексеру ҚОСУ/ӨШІРУ: EDAC механизмін цикл әдісінде тексеруге мүмкіндік береді
10.  Initialize: алдын ала анықталған жад орнын инициализациялауға мүмкіндік береді (осы демонстрацияда A0000000-A000CFFF)

Демо дизайнын іске қосу
Келесі қадамдар дизайнды іске қосу жолын сипаттайды: Келесі қадамдар дизайнды іске қосу жолын сипаттайды:

1. Жабдық қосқышын ҚОСУ, SW7.
2. SmarFusion2 құрылғысын бағдарламалау арқылы бағдарламалаңыз file дизайнда қарастырылған files.(\БағдарламалауFile\EDAC_DDR3.stp) келесі суретте көрсетілгендей FlashPro жобалау бағдарламалық құралын пайдаланып.
   7-сурет • FlashPro бағдарламалау терезесі
   
3. Сәтті бағдарламалаудан кейін тақтаны қалпына келтіру үшін SW6 қосқышын басыңыз.
4. EDAC_DDR Demo GUI орындалатын файлын іске қосыңыз file дизайнда қол жетімді files (\GUI орындалатын файл\ EDAC_DDR.exe). GUI терезесі 8-сурет, 9-бетте көрсетілгендей көрсетіледі.
5. Қосылу түймесін басыңыз, ол COM портын таңдап, қосылымды орнатады. Қосылу опциясының өзгертулері Ажырату.
6. 1-биттік қатені түзету қойындысын немесе 2-биттік қатені анықтауды таңдаңыз.
7. Қолмен және циклдік сынақтарды орындауға болады.
8. Manual және Loop сынақтарын орындау үшін DDR жадын инициализациялау үшін Initialize түймесін басыңыз, 8-сурет, 9-бетте көрсетілгендей инициализацияны аяқтау туралы хабар Сериялық консольде көрсетіледі.

8-сурет • Инициализация аяқталған терезе

Цикл сынағын орындау
Циклді тексеру ON түймесін басыңыз. Ол үздіксіз түзету және қателерді анықтау орындалатын цикл режимінде жұмыс істейді. SmartFusion2 құрылғысында орындалған барлық әрекеттер графикалық интерфейстің Сериялық консоль бөлімінде тіркеледі.

2-кесте • Циклдік сынақта пайдаланылатын DDR3 жады мекенжайлары

• Жад DDR3
• 1 биттік қатені түзету 0xA0008000
• 2 биттік қатені анықтау 0xA000C000

Қолмен сынақты орындау
Бұл әдісте қателер GUI көмегімен қолмен енгізіледі. 1 биттік қатені түзетуді немесе 2 биттік қатені анықтауды орындау үшін келесі қадамдарды пайдаланыңыз.

3-кесте • Қолмен сынақта қолданылатын DDR3 жад мекенжайлары

Мекенжай мен деректер өрістерін енгізу (32-биттік он алтылық мәндерді пайдаланыңыз).

• Жад DDR3
• 1 биттік қатені түзету 0xA0000000-0xA0004000
• 2 биттік қатені анықтау 0xA0004000-0xA0008000

1. EDAC қосу түймесін басыңыз.
2. Жазу түймесін басыңыз.
3. EDAC өшіру түймесін басыңыз.
4. Деректер өрісінде бір битті (1-биттік қатені түзету жағдайында) немесе екі битті (2-биттік қате анықталған жағдайда) өзгертіңіз (қатені енгізу).
5. Жазу түймесін басыңыз.
6. EDAC қосу түймесін басыңыз.
7. Оқу түймесін басыңыз.
8. GUI ішіндегі қателер саны дисплейін және деректер өрісін бақылаңыз. Қателерді санау мәні 1-ге артады.

1-биттік қате циклін түзету терезесі келесі суретте көрсетілген.

9-сурет • 1-биттік қате циклін анықтау терезесі

2-биттік қатені анықтау қолмен терезесі келесі суретте көрсетілген.

10-сурет • 2-биттік қатені анықтау қолмен терезесі

Қорытынды
Бұл демонстрация MDDR ішкі жүйесі үшін SmartFusion2 SECDED мүмкіндіктерін көрсетеді.

Қосымша: Jumper параметрлері

Келесі кесте SmartFusion2 Advanced Development Kitіне орнату үшін барлық қажетті секіргіштерді көрсетеді.

4-кесте • SmartFusion2 Advanced Development Kit Jumper параметрлері

Jumper : Pin (Кімнен) : Pin (Кімге) : Түсініктемелер

• J116, J353, J354, J54 1 2 Бұл Advanced қолданбасының әдепкі секіргіш параметрлері
• J123 2 3 Әзірлеу жинағы тақтасы. Бұл секіргіштердің сәйкес орнатылғанына көз жеткізіңіз.
• J124, J121, J32 1 2 ДжTAG FTDI арқылы бағдарламалау

DG0618 Демо нұсқаулығы 4.0 нұсқасы

Құжаттар / Ресурстар

Microsemi DG0618 DDR жады арқылы SmartFusion2 құрылғыларында қатені анықтау және түзету [pdf] Пайдаланушы нұсқаулығы DG0618 DDR жады арқылы SmartFusion2 құрылғыларында қатені анықтау және түзету, DG0618, DDR жадын пайдаланатын SmartFusion2 құрылғыларында қатені анықтау және түзету, DDR жады, DDR жады пайдаланатын SmartFusion2 құрылғылары

Анықтамалар

• Пайдаланушы нұсқаулығы