Napaka DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA
Odkrivanje in popravljanje spomina Seram
Uporabniški priročnik

©2021 Microsemi, hčerinsko podjetje v XNUMX-odstotni lasti podjetja Microchip Technology Inc. Vse pravice pridržane. Microsemi in logotip Microsemi sta registrirani blagovni znamki podjetja Microsemi Corporation. Vse druge blagovne in storitvene znamke so last njihovih lastnikov.
Microsemi ne daje nobenega jamstva, zastopanja ali jamstva v zvezi s tukaj vsebovanimi informacijami ali primernostjo svojih izdelkov in storitev za kateri koli poseben namen, niti Microsemi ne prevzema nobene odgovornosti, ki izhaja iz uporabe ali uporabe katerega koli izdelka ali vezja. Izdelki, ki se prodajajo tukaj, in vsi drugi izdelki, ki jih prodaja Microsemi, so bili predmet omejenega testiranja in se ne smejo uporabljati v povezavi s kritično opremo ali aplikacijami. Za vse specifikacije delovanja velja, da so zanesljive, vendar niso preverjene, zato mora kupec opraviti in dokončati vsa testiranja delovanja in druga testiranja izdelkov, samih in skupaj s kakršnimi koli končnimi izdelki ali nameščenimi v njih. Kupec se ne sme zanašati na nobene podatke in specifikacije delovanja ali parametre, ki jih zagotovi Microsemi. Kupec je odgovoren za

samostojno ugotavljati ustreznost morebitnih izdelkov ter jih testirati in preverjati. Podatki, ki jih Microsemi posreduje v nadaljevanju, so na voljo »takšni, kot so, kjer so« in z vsemi napakami, celotno tveganje, povezano s takimi informacijami, pa je v celoti na strani kupca. Microsemi nobeni stranki ne podeljuje, eksplicitno ali implicitno, nobenih patentnih pravic, licenc ali drugih pravic intelektualne lastnine, bodisi v zvezi s takšnimi informacijami samimi ali kar koli, kar je opisano v teh informacijah. Informacije v tem dokumentu so last družbe Microsemi in Microsemi si pridržuje pravico, da kadar koli brez predhodnega obvestila spremeni informacije v tem dokumentu ali katere koli izdelke in storitve.
O Microsemiju
Microsemi, hčerinsko podjetje v XNUMX-odstotni lasti podjetja Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP), ponuja obsežen portfelj polprevodniških in sistemskih rešitev za vesoljsko in obrambo, komunikacije, podatkovne centre in industrijske trge. Izdelki vključujejo visoko zmogljiva in sevalno utrjena analogna integrirana vezja z mešanimi signali, FPGA, SoC in ASIC; izdelki za upravljanje porabe; naprave za merjenje časa in sinhronizacije ter natančne časovne rešitve, ki postavljajo svetovni standard za čas; naprave za obdelavo glasu; RF rešitve; diskretne komponente; poslovne rešitve za shranjevanje in komunikacijo, varnostne tehnologije in razširljive anti-tamper izdelki; Ethernet rešitve; Power-over-Ethernet IC in srednji razponi; kot tudi zmogljivosti in storitve oblikovanja po meri. Več o tem na www.microsemi.com.

Zgodovina revizij

Zgodovina revizij opisuje spremembe, ki so bile izvedene v dokumentu. Spremembe so navedene po reviziji, začenši s trenutno objavo.
1.1 Revizija 11.0
Sledi povzetek sprememb v tej reviziji.

• Posodobljen dokument za Libero SoC v12.6.
• Odstranjena sklicevanja na številke različic Libero.

1.2 Revizija 10.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.8 SP1.
1.3 Revizija 9.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.8.
1.4 Revizija 8.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.7 (77402 SAR).
1.5 Revizija 7.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.6 (72777 SAR).
1.6 Revizija 6.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.5 (64979 SAR).
1.7 Revizija 5.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.4 (60476 SAR).
1.8 Revizija 4.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.3 (56852 SAR).
1.9 Revizija 3.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.2 (52960 SAR).
1.10 Revizija 2.0
Posodobljen dokument za izdajo programske opreme Libero SoC v11.0 (47858 SAR).
1.11 Revizija 1.0
Prva objava tega dokumenta.
SmartFusion2 SoC FPGA – zaznavanje napak in popravljanje pomnilnika Seram

Uvod

Ta dokument opisuje zmožnosti odkrivanja in odpravljanja napak (EDAC) naprav SmartFusion® 2 na vgrajenem statičnem pomnilniku z naključnim dostopom (Seram). Krmilniki EDAC, implementirani v naprave SmartFusion2, podpirajo odpravljanje ene napake in zaznavanje dvojne napake (SECDED). Vsi pomnilniki znotraj mikrokrmilniškega podsistema (MSS) SmartFusion2 so zaščiteni s SECDED. Pomnilnik Seram je lahko eSRAM_0 ali eSRAM_1. Obseg naslovov eSRAM_0 je od 0x20000000 do 0x20007FFF, obseg naslovov eSRAM_1 pa je od 0x20008000 do 0x2000FFFF.
Ko je SECDED omogočen:

• Operacija pisanja izračuna in doda 8 bitov kode SECDED na vsakih 32 bitov podatkov.
• Operacija branja bere in preverja podatke glede na shranjeno kodo SECDED, da podpira 1-bitno odpravljanje napak in 2-bitno odkrivanje napak.

V tej predstavitvi lahko EDAC prepoznate po utripajoči svetleči diodi (LED) na plošči in po grafičnem uporabniškem vmesniku (GUI).EDAC za eSRAM podpira naslednje funkcije:

1. Mehanizem SECDED
2. Zagotavlja prekinitve procesorju ARM Cortex-M3 in strukturi FPGA ob zaznavi 1-bitne napake ali 2-bitne napake.
3. Shrani število 1-bitnih in 2-bitnih napak v registre števca napak.
4. Shrani naslov zadnje 1-bitne ali 2-bitne pomnilniške lokacije, na katero je vplivala napaka.
5. Shrani 1-bitne ali 2-bitne podatke o napakah v registre SECDED.
6. Zagotavlja signale vodila napak v strukturo FPGA.

Glejte poglavje EDAC v UG0443: Uporabniški priročnik za varnost in zanesljivost FPGA SmartFusion2 in IGLOO2 in poglavje Seram v UG0331: Uporabniški priročnik za mikrokrmilniški podsistem SmartFusion2.
2.2 Zahteve za demo
Naslednja tabela navaja zahteve glede strojne in programske opreme za izvajanje demo načrta.
Tabela 1 • Zahteve za načrtovanje

Zahteva	Različica
Operacijski sistem	64-bitni Windows 7 in 10
Strojna oprema
Komplet za oceno varnosti SmartFusion2: • FlashPro4 programator • Kabel USB A do Mini – B USB • 12 V adapter	Rev D ali novejši

Programska oprema
FlashPro Express	Glejte readme.txt file predvideno v zasnovi files za različice programske opreme, uporabljene s tem referenčnim dizajnom.
Libero
Programska oprema System-on-Chip (SoC).
SoftConsole
Gonilniki za gostiteljski računalnik	Gonilniki USB v UART
Za zagon demo GUI	Odjemalec Microsoft.NET Framework 4

Opomba: Posnetki zaslona Libero Smart Design in konfiguracije, prikazani v tem priročniku, so samo za ilustracijo.
Odprite dizajn Libero in si oglejte najnovejše posodobitve.
2.3 Predpogoji
Preden začnete:
Prenesite in namestite Libero SoC (kot je navedeno v webmesto za ta dizajn) na gostiteljskem računalniku z naslednje lokacije.
https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
2.3.1 dizajn Files
Demo dizajn fileso na voljo za prenos z naslednje poti v Microsemi webspletno mesto: http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0388_df
Oblikovanje files vključujejo:

• GUI Izvedljiva
• Projekt Libero
• Programersko delo
• Preberi me file

Naslednja slika prikazuje strukturo najvišje ravni zasnove files. Za nadaljnje podrobnosti glejte readme.txt file.2.4 Opis demo zasnove
Vsak Seram znotraj MSS je zaščiten z namenskim krmilnikom EDAC. EDAC zazna 1-bitno ali 2-bitno napako, ko se podatki berejo iz pomnilnika. Če EDAC zazna 1-bitno napako, krmilnik EDAC popravi isti bit napake. Če je EDAC omogočen za vse 1-bitne in 2-bitne napake, se ustrezni števci napak v sistemskih registrih povečajo in generirajo ustrezne prekinitve in signali vodila napak v strukturo FPGA.
V okolju, dovzetnem za vznemirjenje z enim dogodkom (SEU), je pomnilnik z naključnim dostopom (RAM) nagnjen k prehodnim napakam, ki jih povzročajo težki ioni. To se dogaja v realnem času. Da bi to dokazali, se napaka vnese ročno ter opazi zaznavanje in popravljanje.
Ta demo zasnova vključuje izvedbo naslednjih nalog:

• Omogoči EDAC
• Zapišite podatke v Seram
• Preberi podatke iz Serama
• Onemogoči EDAC
• Poškoduje enega ali dva bita
• Zapišite podatke v Seram
• Omogoči EDAC
• Preberite podatke
• V primeru 1-bitne napake krmilnik EDAC popravi napako, posodobi ustrezne statusne registre in poda podatke, zapisane v koraku 2, pri operaciji branja, izvedeni v koraku 8.
• V primeru 2-bitne napake se generira ustrezna prekinitev, aplikacija pa mora popraviti podatke ali izvesti ustrezno akcijo v obdelovalniku prekinitev. Ti dve metodi sta prikazani v tej predstavitvi.
  V tej predstavitvi sta izvedena dva preizkusa: preizkus zanke in ročni preizkus, ki sta uporabna za 1-bitne in 2-bitne napake.

2.4.1 Test zanke
Preizkus zanke se izvede, ko SmartFusion2 prejme ukaz za preizkus zanke iz GUI. Na začetku so vsi števci napak in povezani registri EDAC postavljeni v stanje RESET.
Za vsako ponovitev se izvedejo naslednji koraki:

1. Omogoči krmilnik EDAC.
2. Zapišite podatke na določeno pomnilniško lokacijo Seram.
3. Onemogočite krmilnik EDAC.
4. Zapišite 1-bitne ali 2-bitne podatke, povzročene z napako, na isto pomnilniško lokacijo Seram.
5. Omogoči krmilnik EDAC.
6. Preberite podatke z iste pomnilniške lokacije Seram.
7. Pošlji 1-bitno ali 2-bitno zaznavanje napak in podatke o 1-bitni popravi napake v primeru 1-bitne napake v GUI.

2.4.2 Ročni preskus
Ta metoda omogoča ročno testiranje za omogočanje ali onemogočanje EDAC in operacije pisanja ali branja. S to metodo je mogoče 1- ali 2-bitne napake vnesti na katero koli mesto znotraj šiva. Omogočite EDAC in zapišite podatke na navedeni naslov z uporabo polj GUI. Onemogočite EDAC in zapišite 1-bitne ali 2-bitne poškodovane podatke na isto lokacijo naslova. Omogočite EDAC in preberite podatke z iste naslovne lokacije, nato pa LED na plošči preklopi, da obvesti o zaznavi in ​​popravku napak. Ustrezen števec napak je prikazan na GUI. GUI Serial Console beleži vsa dejanja, izvedena v SmartFusion2.
Naslednja slika prikazuje predstavitvene operacije Seram EDAC.2.5 Zagon predstavitve
Ta razdelek opisuje nastavitev plošče SmartFusion2 Security Evaluation Kit, možnosti grafičnega uporabniškega vmesnika in kako izvesti demo zasnovo.
2.5.1 Demo nastavitev
Naslednji koraki opisujejo, kako nastavite demo:

1. Priključite programator FlashPro4 na priključek J5 na plošči SmartFusion2 Security Evaluation Kit.
2. Priključite en konec kabla USB mini-B na priključek J18, ki je na voljo na plošči SmartFusion2 Security Evaluation Kit. Drugi konec kabla USB priključite na gostiteljski računalnik. Prepričajte se, da so gonilniki mosta USB v UART samodejno zaznani (lahko preverite v upravitelju naprav), kot je prikazano na sliki 4, stran 7.
   Opomba: Kopirajte številko vrat COM za konfiguracijo serijskih vrat. Prepričajte se, da je lokacija vrat COM navedena kot na serijskem pretvorniku USB D, kot je prikazano na naslednji sliki.
3. Če gonilniki za most USB v UART niso nameščeni, jih prenesite in namestite iz www.microsemi.com/soc/documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip
4. Povežite mostičke na plošči SmartFusion2 Security Evaluation Kit, kot je prikazano na naslednji sliki. Stikalo za napajanje SW7 mora biti med povezovanjem mostičkov izklopljeno.
   Tabela 2 • Nastavitve mostička kompleta za ocenjevanje varnosti SmartFusion2

   Skakalec	Pripni (od)	Pripni (za)	Komentarji
   J22, J23, J24, J8, J3	1 (privzeto)	2	To so privzete nastavitve mostičkov plošče SmartFusion2 Security Evaluation Kit. Prepričajte se, da so ti mostički ustrezno nastavljeni.

5.  Priključite napajalnik na konektor J18.

Naslednja slika prikazuje nastavitev plošče za izvajanje predstavitve na kompletu SmartFusion2 SecuEvaluation Kit.2.5.2 Grafični uporabniški vmesnik
Naslednji razdelek opisuje predstavitveni GUI Seram – EDAC.

GUI podpira naslednje funkcije:

1. Izbira vrat COM in hitrosti prenosa.
2.  Izbira 1-bitnega zavihka za odpravljanje napak ali 2-bitnega zavihka za odkrivanje napak.
3. Izbira eSRAM0 ali eSRAM1.
4. Naslovno polje za pisanje ali branje podatkov na ali z določenega naslova Seram.
5. Podatkovno polje za pisanje ali branje podatkov na ali z določenega naslova Seram.
6.  Razdelek serijske konzole za tiskanje informacij o stanju, prejetih iz aplikacije.
7. EDAC ON/OFF: Omogoči ali onemogoči EDAC.
8. Zapiši: Omogoča pisanje podatkov na podani naslov.
9. Preberi: Omogoča branje podatkov z podanega naslova.
10. LOOP test ON/OFF: Omogoča testiranje mehanizma EDAC z metodo zanke.

2.5.3 Izvajanje načrtovanja
Naslednji koraki opisujejo, kako zagnati načrt:

1. Vklopite napajalno stikalo, SW7.
2. Programirajte ploščo kompleta SmartFusion2 Security Evaluation z opravilom file na voljo kot del zasnove files (\Programming job\eSRAM_0\eSRAM0.job ali \Programming job\eSRAM_1\eSRAM1.job) z uporabo programske opreme FlashPro Express, glejte Dodatek: Programiranje naprave z uporabo FlashPro Express, stran 12.
3. Pritisnite stikalo SW6, da ponastavite ploščo po uspešnem programiranju.
4. Zaženite izvršljivo datoteko EDAC_eSRAM Demo GUI file na voljo v dizajnu files (\GUI Executable\ EDAC_eSRAM.exe). Prikaže se okno GUI, kot je prikazano na sliki 6, stran 9.
5. Na spustnem seznamu COM Port izberite ustrezna vrata COM (na katera so usmerjeni gonilniki USB to UART Bridge).
6. Za hitrost prenosa izberite 57600 in kliknite Poveži. Po vzpostavitvi povezave se Connect spremeni v Disconnect.
7. Izberite Seram 0 ali Seram 1, odvisno od programiranja file izbrano v 2. koraku.
8. Izberite zavihek 1-bit Error Correction ali 2-bit Error Detection, kot je prikazano na sliki 7, stran 10. in sliki 8, stran 11.
9. Izvedete lahko dve vrsti testov: ročno in zanko.

2.5.3.1 Izvajanje preizkusa zanke
Kliknite Loop Test ON. Deluje v načinu zanke, kjer poteka neprekinjeno popravljanje in odkrivanje napak. Zanka teče 200 ponovitev. Vsa dejanja, izvedena v SmartFusion2, se beležijo v razdelku serijske konzole GUI. 2-bitni preizkus zanke za odkrivanje napak natisne odmik naslova Seram, na katerega vpliva napaka, v serijski konzoli. Kliknite Loop Test OFF po 200 ponovitvah.
Tabela 3 • Pomnilniški naslovi Seram, uporabljeni pri preizkusu zanke

Spomin 1	1-bitni popravek napak	2-bitno odkrivanje napak
eSRAM0	0x20000000	0x20002000
eSRAM1	0x20008000	0x2000A000

2.5.3.2 Izvajanje ročnega preizkusa
Pri tej metodi se napake uvedejo ročno z uporabo GUI. Za izvedbo 1-bitnega popravljanja napak ali 2-bitnega odkrivanja napak uporabite naslednje korake:

1. Polja za vnos naslova in podatkov (uporabite 32-bitne šestnajstiške vrednosti).
2. Kliknite EDAC ON.
3. Kliknite Napiši.
4. Kliknite EDAC IZKLOP.
5. Samo spremenite 1-bit (v primeru 1-bitnega popravljanja napak) ali 2 bita (v primeru 2-bitnega zaznavanja napake) v polju Podatki (vnos napake).
6. Kliknite Napiši.
7. Kliknite EDAC ON.
8. Kliknite Preberi.
9. Opazujte prikaz števila napak in polje s podatki v GUI. Vrednost števila napak se poveča za 1.

Vsa dejanja, izvedena v SmartFusion2, so zabeležena v razdelku serijske konzole GUI.
Opomba: Če želite preklopiti z 1-bitnega zavihka za popravljanje napak na 2-bitni zavihek za odkrivanje napak ali obratno v predstavitvenem GUI EDAC_eSRAM, ponastavite ploščo strojne opreme.

2.6 Zaključek
Ta predstavitev prikazuje zmogljivosti Serama SmartFusion2 SECDED.

Dodatek: Programiranje naprave z uporabo FlashPro Express

V tem razdelku je opisano, kako programirati napravo SmartFusion2 z opravilom programiranja file z uporabo FlashPro Express.
Za programiranje naprave izvedite naslednje korake:

1. Prepričajte se, da so nastavitve mostičkov na plošči enake tistim, ki so navedene v tabeli 2, stran 7.
   Opomba: Med povezovanjem mostičkov mora biti stikalo za napajanje izklopljeno.
2. Priključite napajalni kabel na priključek J6 na plošči.
3. VKLOPITE napajalno stikalo SW7.
4. Na gostiteljskem računalniku zaženite programsko opremo FlashPro Express.
5. Kliknite New ali izberite New Job Project iz FlashPro Express Job v meniju Project, da ustvarite nov projekt opravila, kot je prikazano na naslednji sliki.
6. V pogovorno okno New Job Project iz FlashPro Express Job vnesite naslednje:
   • Programersko delo file: Kliknite Prebrskaj in se pomaknite do mesta, kjer je .opravilo file se nahaja in izberite file. Privzeta lokacija je: \m2s_dg0388_df\Programersko delo
   • Ime projekta opravila FlashPro Express: Kliknite Prebrskaj in se pomaknite do mesta, kamor želite shraniti projekt.
7. Kliknite OK. Zahtevano programiranje file je izbran in pripravljen za programiranje v napravi.
8. Prikaže se okno FlashPro Express, kot je prikazano na naslednji sliki. Prepričajte se, da se v polju Programer pojavi številka programatorja. Če se ne, potrdite povezave plošče in kliknite Refresh/Rescan Programmers.
9. Kliknite ZAŽENI. Ko je naprava uspešno programirana, se prikaže status RUN PASSED, kot je prikazano na naslednji sliki.
10. Zaprite FlashPro Express ali na zavihku Projekt kliknite Izhod.

Sedež Microsemi
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 ZDA
Znotraj ZDA: +1 800-713-4113
Zunaj ZDA: +1 949-380-6100
Prodaja: +1 949-380-6136
Faks: +1 949-215-4996
E-pošta: sales.support@microsemi.com
www.microsemi.com
Lastništvo Microsemi DG0388 Revizija 11.0

Dokumenti / Viri

Microsemi DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA zaznavanje napak in popravljanje pomnilnika eSRAM [pdf] Uporabniški priročnik DG0388, SmartFusion2 SoC FPGA zaznavanje napak in popravljanje pomnilnika eSRAM, DG0388 SmartFusion2 SoC FPGA zaznavanje napak in popravljanje pomnilnika eSRAM

Reference

• Uporabniški priročnik