Microchip UG0881 PolarFire SoC FPGA yuklash va sozlash

Kafolat

Microsemi bu erda mavjud bo'lgan ma'lumotlar yoki o'z mahsulotlari va xizmatlarining biron bir maqsad uchun yaroqliligi bo'yicha hech qanday kafolat, vakillik yoki kafolat bermaydi, shuningdek Microsemi har qanday mahsulot yoki sxemani qo'llash yoki ishlatishdan kelib chiqadigan hech qanday javobgarlikni o'z zimmasiga olmaydi. Bu erda sotiladigan mahsulotlar va Microsemi tomonidan sotiladigan har qanday boshqa mahsulotlar cheklangan sinovdan o'tgan va muhim vazifalarni bajaradigan uskunalar yoki ilovalar bilan birgalikda ishlatilmasligi kerak. Har qanday samaradorlik spetsifikatsiyalari ishonchli deb hisoblanadi, lekin tekshirilmaydi va Xaridor mahsulotlarning barcha ishlashi va boshqa sinovlarini yolg'iz o'zi va har qanday yakuniy mahsulot bilan birga yoki o'rnatilgan yoki o'rnatilgan holda o'tkazishi va bajarishi kerak. Xaridor Microsemi tomonidan taqdim etilgan har qanday ma'lumotlar va ishlash spetsifikatsiyalari yoki parametrlariga tayanmasligi kerak. Har qanday mahsulotning yaroqliligini mustaqil ravishda aniqlash va uni sinab ko'rish va tekshirish Xaridorning javobgarligidir. Microsemi tomonidan taqdim etilgan ma'lumotlar "hozirgidek, qayerda" va barcha nosozliklar bilan taqdim etiladi va bunday ma'lumotlar bilan bog'liq barcha xavf to'liq Xaridorga tegishli. Microsemi aniq yoki bilvosita biron-bir shaxsga patent huquqlari, litsenziyalar yoki boshqa IP huquqlarini, bunday ma'lumotlarning o'zi yoki bunday ma'lumotlar bilan tavsiflangan har qanday narsaga nisbatan bermaydi. Ushbu hujjatda keltirilgan ma'lumotlar Microsemi kompaniyasiga tegishli va Microsemi ushbu hujjatdagi ma'lumotlarga yoki istalgan mahsulot va xizmatlarga istalgan vaqtda ogohlantirmasdan o'zgartirish kiritish huquqini o'zida saqlab qoladi.

Microsemi haqida

Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP) ning XNUMX ga tegishli bo'lgan Microsemi sho''ba korxonasi aerokosmik va mudofaa, aloqa, ma'lumotlar markazi va sanoat bozorlari uchun yarimo'tkazgich va tizim echimlarining keng qamrovli portfelini taklif etadi. Mahsulotlar orasida yuqori samarali va radiatsiya bilan mustahkamlangan analog aralash signalli integral mikrosxemalar, FPGA, SoC va ASIC; quvvatni boshqarish mahsulotlari; vaqtni hisoblash va sinxronlash qurilmalari va aniq vaqt echimlari, vaqt bo'yicha jahon standartini o'rnatish; ovozni qayta ishlash qurilmalari; RF yechimlari; diskret komponentlar; korporativ saqlash va aloqa yechimlari, xavfsizlik texnologiyalari va kengaytiriladigan anti-tamper mahsulotlari; Ethernet yechimlari; Power-over-ethernet IC va midspans; shuningdek, maxsus dizayn imkoniyatlari va xizmatlari. Batafsil: www.microsemi.com.

Yuklash va sozlash

PolarFire SoC FPGA'lari quvvatni yoqish va qayta o'rnatishda ishonchli quvvatni ta'minlash uchun ilg'or quvvatlantirish sxemasidan foydalanadi. PolarFire SoC FPGA-ni yoqish va qayta o'rnatishda ishga tushirish ketma-ketligi Quvvatni tiklash (POR), Qurilmani yuklash, Dizaynni ishga tushirish, Mikrokontroller quyi tizimi (MSS) oldindan yuklash va MSS foydalanuvchisini yuklashdan keyin amalga oshiriladi. Ushbu hujjat MSS oldindan yuklash va MSS foydalanuvchi yuklashini tavsiflaydi. POR, qurilmani yuklash va dizaynni ishga tushirish haqida ma’lumot olish uchun UG0890: PolarFire SoC FPGA quvvatini oshirish va qayta tiklash foydalanuvchi qo‘llanmasiga qarang.
MSS xususiyatlari haqida qoʻshimcha maʼlumot olish uchun UG0880: PolarFire SoC MSS foydalanuvchi qoʻllanmasiga qarang.

Yuklash ketma-ketligi
Yuklash ketma-ketligi PolarFire SoC FPGA yoqilganda yoki qayta o'rnatilganda boshlanadi. Protsessor amaliy dasturni bajarishga tayyor bo'lganda tugaydi. Ushbu yuklash ketma-ketligi bir necha soniya davomida ishlayditages dasturlarning bajarilishini boshlashdan oldin.
Yuklash jarayonida bir qator operatsiyalar bajariladi, ular apparatni yoqilganda qayta o'rnatish, periferik ishga tushirish, xotirani ishga tushirish va foydalanuvchi tomonidan belgilangan dasturni o'zgarmas xotiradan o'zgaruvchan xotiraga bajarish uchun yuklashni o'z ichiga oladi.

Quyidagi rasmda yuklash ketma-ketligining turli bosqichlari ko'rsatilgan.

1-rasm  Yuklash ketma-ketligi

MSS oldindan yuklash

Dizaynni ishga tushirish muvaffaqiyatli tugallangandan so'ng, MSS Pre-boot uning bajarilishini boshlaydi. Barcha normal ishga tushirish protseduralari tugagandan so'ng MSS qayta o'rnatishdan chiqariladi. Tizim boshqaruvchisi qurilmalarni dasturlash, ishga tushirish va sozlashni boshqaradi. Agar dasturlashtirilgan qurilma tizim boshqaruvchisini to'xtatib turish rejimiga sozlangan bo'lsa, MSS oldindan yuklash sodir bo'lmaydi.
MSS-ni ishga tushirishdan oldin ishga tushirish bosqichi tizim boshqaruvchisi proshivkasi tomonidan muvofiqlashtiriladi, garchi u yuklashdan oldingi ketma-ketlikning ma'lum qismlarini bajarish uchun MSS Core majmuasida E51-dan foydalanishi mumkin.
Quyidagi hodisalar MSS-ni yuklashdan oldin sodir bo'laditage:

• MSS o'rnatilgan uchuvchan bo'lmagan xotirani (eNVM) yoqish
• MSS Core Complex L2 keshi bilan bog'liq ortiqcha ta'mirlashni ishga tushirish
• Foydalanuvchi yuklash kodining autentifikatsiyasi (agar foydalanuvchi uchun xavfsiz yuklash opsiyasi yoqilgan bo'lsa)
• Operatsion MSS-ni foydalanuvchi yuklash kodiga topshirish

MSS Core Complex to'rt rejimdan birida yuklanishi mumkin. Quyidagi jadvalda sNVM-ga sozlanishi va dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan MSS-ning yuklashdan oldingi opsiyalari keltirilgan. Yuklash rejimi foydalanuvchi parametri U_MSS_BOOTMODE[1:0] bilan belgilanadi. Qo'shimcha yuklash konfiguratsiyasi ma'lumotlari rejimga bog'liq va foydalanuvchi U_MSS_BOOTCFG parametri bilan belgilanadi (3-jadval, 4-bet va 5-jadval, 6-betga qarang).

1-jadval • MSS asosiy kompleks yuklash rejimlari

U_MSS_BOOTMODE[1:0]	Rejim	Tavsif
0	Ishsiz yuklash	MSS sozlanmagan bo'lsa, MSS Core Complex yuklash ROMidan yuklanadi
1	Xavfsiz yuklash	MSS Core Complex to'g'ridan-to'g'ri U_MSS_BOOTADDR tomonidan belgilangan manzildan yuklanadi
2	Foydalanuvchi xavfsiz yuklash	MSS Core Complex sNVM dan yuklanadi
3	Zavod xavfsiz yuklash	MSS Core Complex zavod tomonidan xavfsiz yuklash protokoli yordamida yuklanadi

Yuklash opsiyasi Libero dizayn oqimining bir qismi sifatida tanlangan. Rejimni o'zgartirishga faqat yangi FPGA dasturlashni yaratish orqali erishish mumkin file.

2-rasm • MSS-ning yuklashdan oldingi oqimi

Ishsiz yuklash

Agar MSS sozlanmagan bo'lsa (masalanample, bo'sh qurilma), so'ngra MSS Core Complex yuklash ROM dasturini bajaradi, u barcha protsessorlarni cheksiz tsiklda tuzatuvchi nishonga ulanmaguncha ushlab turadi. Yuklash vektor registrlari qurilma qayta o'rnatilguncha yoki yangi yuklash rejimi konfiguratsiyasi dasturlashtirilgunga qadar o'z qiymatini saqlab qoladi. Konfiguratsiya qilingan qurilmalar uchun ushbu rejim yordamida amalga oshirilishi mumkin
U_MSS_BOOTMODE=Libero konfiguratorida yuklash opsiyasi 0.

Eslatma: Ushbu rejimda U_MSS_BOOTCFG ishlatilmaydi.

Quyidagi rasmda Ishsiz yuklash oqimi ko'rsatilgan.
3-rasm • Ishsiz yuklash oqimi

Xavfsiz yuklash

Ushbu rejimda MSS Core Complex belgilangan eNVM manzilidan autentifikatsiyasiz ishlaydi. Bu eng tez yuklash opsiyasini taqdim etadi, ammo kod tasvirining autentifikatsiyasi yo'q. Libero konfiguratorida U_MSS_BOOTADDR ni o'rnatish orqali manzilni ko'rsatish mumkin. Ushbu rejimdan FIC orqali istalgan FPGA Fabric xotira resursidan yuklash uchun ham foydalanish mumkin. Ushbu rejim yordamida amalga oshiriladi
U_MSS_BOOTMODE=1 yuklash opsiyasi.
MSS yadro kompleksi U_MSS_BOOTCFG tomonidan aniqlangan yuklash vektorlari bilan (quyidagi jadvalda ko'rsatilganidek) qayta o'rnatishdan chiqariladi.

2-jadval • U_MSS_BOOTCFG Xavfsiz yuklash rejimida foydalanish 1

Ofset (bayt)	Hajmi (bayt)	Ism	Tavsif
0	4	BOOTVEC0	E51 uchun yuklash vektori
4	4	BOOTVEC1	U540 uchun yuklash vektori
8	4	BOOTVEC2	U541 uchun yuklash vektori
16	4	BOOTVEC3	U542 uchun yuklash vektori
20	4	BOOTVEC4	U543 uchun yuklash vektori

Quyidagi rasmda xavfsiz bo'lmagan yuklash oqimi ko'rsatilgan.
4-rasm • Xavfsiz bo'lmagan yuklash oqimi

Foydalanuvchi uchun xavfsiz yuklash
Ushbu rejim foydalanuvchiga o'zining shaxsiy xavfsiz yuklashini amalga oshirish imkonini beradi va foydalanuvchi xavfsiz yuklash kodi sNVM-ga joylashtiriladi. sNVM 56 KB o'zgaruvchan xotira bo'lib, u o'rnatilgan jismoniy klonlanmaydigan funktsiya (PUF) bilan himoyalanishi mumkin. Ushbu yuklash usuli xavfsiz deb hisoblanadi, chunki ROM sifatida belgilangan sNVM sahifalari o'zgarmasdir. Quvvat yoqilganda, tizim boshqaruvchisi foydalanuvchining xavfsiz yuklash kodini sNVM dan E51 Monitor yadrosining Data Sightly Integrated Memory (DTIM) ga nusxalaydi. E51 foydalanuvchi xavfsiz yuklash kodini bajarishni boshlaydi.
Agar foydalanuvchi xavfsiz yuklash kodining o'lchami DTIM hajmidan katta bo'lsa, foydalanuvchi yuklash kodini ikki soniyaga bo'lishi kerak.tages. sNVM keyingi s ni o'z ichiga olishi mumkintagkeyingi yuklash s autentifikatsiyasini amalga oshirishi mumkin bo'lgan foydalanuvchi yuklash ketma-ketligining etage foydalanuvchi autentifikatsiya/shifrini ochish algoritmidan foydalanish.
Agar autentifikatsiya qilingan yoki shifrlangan sahifalar ishlatilsa, u holda bir xil USK kaliti (ya'ni,
U_MSS_BOOT_SNVM_USK) barcha autentifikatsiyalangan/shifrlangan sahifalar uchun ishlatilishi kerak.
Agar autentifikatsiya bajarilmasa, MSS yadro kompleksi qayta o'rnatishga joylashtirilishi mumkin va BOOT_FAIL t.ampbayroq ko'tarilishi mumkin. Ushbu rejim U_MSS_BOOTMODE=2 yuklash opsiyasi yordamida amalga oshiriladi.

3-jadval •  U_MSS_BOOTCFG User Secure Boot-da foydalanish

Ofset (bayt)	Hajmi (bayt)	Ism	Tavsif
0	1	U_MSS_BOOT_SNVM_PAGE	SNVM-dagi boshlang'ich sahifa
1	3	BO'LGAN	Hizalama uchun
4	12	U_MSS_BOOT_SNVM_USK	Autentifikatsiya qilingan/shifrlangan sahifalar uchun

Quyidagi rasmda foydalanuvchi xavfsiz yuklash oqimi ko'rsatilgan.
5-rasm • Foydalanuvchi xavfsiz yuklash oqimi

Zavod xavfsiz yuklash
Ushbu rejimda tizim boshqaruvchisi eNVM-dan xavfsiz yuklash tasviri sertifikatini (SBIC) o'qiydi va SBICni tasdiqlaydi. Muvaffaqiyatli tekshiruvdan so'ng, tizim boshqaruvchisi zavod tomonidan xavfsiz yuklash kodini shaxsiy, xavfsiz xotira maydonidan nusxa ko'chiradi va uni E51 Monitor yadrosining DTIM-ga yuklaydi. Standart xavfsiz yuklash eNVM da saqlanadigan SBIC yordamida eNVM tasvirida imzo tekshiruvini amalga oshiradi. Hech qanday xatolik haqida xabar berilmasa, qayta o'rnatish MSS yadro kompleksiga chiqariladi. Xatolar haqida xabar berilsa, MSS yadro majmuasi qayta o'rnatiladi va BOOT_FAIL tampbayroq ko'tariladi. Shundan so'ng, tizim boshqaruvchisi ishga tushadiampfoydalanuvchi harakati uchun FPGA matosiga signalni tasdiqlovchi bayroq. Bu rejim U_MSS_BOOTMODE=3 yuklash opsiyasi yordamida amalga oshiriladi.

SBIC himoyalangan ikkilik blokning manzili, hajmi, xesh va Elliptik egri raqamli imzo algoritmi (ECDSA) imzosini o'z ichiga oladi. ECDSA elliptik egri kriptografiyadan foydalanadigan Raqamli imzo algoritmining variantini taklif etadi. Shuningdek, u har bir Uskuna uchun qayta o'rnatish vektorini o'z ichiga oladi
tizimdagi ip/yadro/protsessor yadrosi (Hart).

4-jadval •  Xavfsiz yuklash tasviri sertifikati (SBIC)

Ofset	Hajmi (bayt)	Qiymat	Tavsif
0	4	IMAGEADDR	MSS xotira xaritasida UBL manzili
4	4	IMAGELEN	UBL hajmi baytlarda
8	4	BOOTVEC0	E51 uchun UBLda yuklash vektori
12	4	BOOTVEC1	U540 uchun UBLda yuklash vektori
16	4	BOOTVEC2	U541 uchun UBLda yuklash vektori
20	4	BOOTVEC3	U542 uchun UBLda yuklash vektori
24	4	BOOTVEC4	U543 uchun UBLda yuklash vektori
28	1	VARITALAR[7:0]	SBIC variantlari
28	3	BO'LGAN
32	8	VERSIYA	SBIC/Rasm versiyasi
40	16	DSN	Ixtiyoriy DSN ulanishi
56	48	H	UBL tasviri SHA-384 xesh
104	104	KODESIG	DER-kodlangan ECDSA imzosi
Jami	208	Baytlar

DSN
Agar DSN maydoni nolga teng bo'lmasa, u qurilmaning o'z seriya raqami bilan taqqoslanadi. Taqqoslash bajarilmasa, boot_fail tamper bayrog'i o'rnatiladi va autentifikatsiya to'xtatiladi.

VERSIYA
Agar SBICni bekor qilish U_MSS_REVOCATION_ENABLE tomonidan yoqilgan bo'lsa, VERSION qiymati bekor qilish chegarasidan kattaroq yoki unga teng bo'lmasa, SBIC rad etiladi.

SBICni bekor qilish varianti
Agar SBICni bekor qilish U_MSS_REVOCATION_ENABLE tomonidan yoqilgan boʻlsa va OPTIONS[0] “1” boʻlsa, VERSION dan kichik boʻlgan barcha SBIC versiyalari SBIC toʻliq autentifikatsiya qilinganidan keyin bekor qilinadi. Bekor qilish chegarasi OPTIONS[0] = "1" va undan yuqori VERSION maydoniga ega bo'lajak SBICga yana oshirilmaguncha yangi qiymatda qoladi. Bekor qilish chegarasi faqat ushbu mexanizm yordamida oshirilishi mumkin va faqat bit oqimi bilan tiklanishi mumkin.
Bekor qilish chegarasi dinamik ravishda yangilanganda, chegara parollar uchun ishlatiladigan ortiqcha saqlash sxemasi yordamida saqlanadi, shunda qurilmani yuklash paytida quvvat uzilishi qurilmaning keyingi yuklanishining ishlamay qolishiga olib kelmaydi. Agar bekor qilish chegarasini yangilash muvaffaqiyatsiz bo'lsa, chegara qiymati yangi yoki oldingi qiymat bo'lishi kafolatlanadi.

5-jadval • U_MSS_BOOTCFG Zavod yuklash rejimida foydalanish

Ofset (bayt)	Hajmi (bayt)	Ism	Tavsif
0	4	U_MSS_SBIC_ADDR	MSS manzil maydonidagi SBIC manzili
4	4	U_MSS_REVOCATION_ENABLE	Agar nol bo'lmasa, SBIC bekor qilishni yoqing

Quyidagi rasmda zavodning xavfsiz yuklash oqimi ko'rsatilgan.
6-rasm • Zavod xavfsiz yuklash oqimi

MSS foydalanuvchi yuklash 

MSS foydalanuvchi yuklanishi boshqaruv tizimi boshqaruvchisidan MSS Core kompleksiga berilganda amalga oshiriladi. Muvaffaqiyatli MSS oldindan yuklashdan so'ng, tizim boshqaruvchisi MSS yadro kompleksiga qayta o'rnatishni chiqaradi. MSS quyidagi usullardan biri bilan ishga tushirilishi mumkin:

• Yalang'och metall ilovasi
• Linux ilovasi
• AMP Ilova

Yalang'och metall ilovasi

PolarFire SoC uchun yalang'och metall ilovalar SoftConsole vositasi yordamida ishlab chiqilishi mumkin. Ushbu vosita chiqishni ta'minlaydi files .hex shaklida bo'lib, u Libero oqimida dasturlash bit oqimiga qo'shilishi mumkin file. Xuddi shu vosita J. yordamida Bare Metal ilovalarini disk raskadrovka qilish uchun ishlatilishi mumkinTAG
interfeys.
Quyidagi rasmda SoftConsole Bare Metal ilovasi ko'rsatilgan bo'lib, unda beshta hart (yadro), shu jumladan E51 Monitor yadrosi mavjud.

7-rasm • SoftConsole loyihasi

Linux ilovasi

Ushbu bo'lim barcha U54 yadrolarida ishlaydigan Linux uchun yuklash ketma-ketligini tavsiflaydi.
Oddiy yuklash jarayoni uch soniyadan iborattages. Birinchi stage yuklash moslamasi (FSBL) chipdagi Boot flash (eNVM) dan bajariladi. FSBL ikkinchi s yuklayditagyuklash qurilmasidan tashqi RAM yoki keshga yuklash yuklagichi (SSBL). Yuklash qurilmasi eNVM yoki o'rnatilgan xotira mikrokontrolleri (eMMC) yoki tashqi SPI Flash bo'lishi mumkin. SSBL Linux operatsion tizimini yuklash qurilmasidan tashqi operativ xotiraga yuklaydi. Uchinchi s.datage, Linux tashqi operativ xotiradan bajariladi.

Quyidagi rasmda Linux yuklash jarayoni ko'rsatilgan.
8-rasm • Oddiy Linux yuklash jarayoni oqimi

FSBL, Device daraxti, Linux va YOCTO qurilishi, Linuxni qanday qurish va sozlash haqida batafsil ma'lumotlar ushbu hujjatning kelgusi nashrida taqdim etiladi.

AMP Ilova
Libero MSS Configuratorning batafsil tavsifi va SoftConsole yordamida ko'p protsessorli ilovalarni disk raskadrovka qilish ushbu hujjatning kelgusi nashrida taqdim etiladi.

Yuklashning turli manbalari
Ushbu hujjatning keyingi versiyalarida yangilanadi.

Yuklash konfiguratsiyasi
Ushbu hujjatning keyingi versiyalarida yangilanadi.

Qisqartmalar

Ushbu hujjatda quyidagi qisqartmalar qo'llaniladi.

1-jadval •  Qisqartmalar ro'yxati

Qisqartma kengaytirilgan

• AMP Assimetrik ko'p ishlov berish
• DTIM Ma'lumotlarning mahkam o'rnatilgan xotirasi (SRAM deb ham ataladi)
• ECDSA Elliptik egri raqamli imzo algoritmi
• eNVM o'rnatilgan uchuvchan bo'lmagan xotira
• FSBL Birinchi Stage Boot Loader
• Xart Uskuna ipi/yadrosi/protsessor yadrosi
• MSS Mikroprotsessor quyi tizimi
• POR Quvvat yoqildi Reset
• PUF Jismoniy jihatdan klonlanmaydigan funktsiya
• ROM Faqat o'qish uchun xotira
• SCB Tizim boshqaruvchisi ko'prigi
• sNVM Xavfsiz o'zgaruvchan xotira

Qayta ko'rib chiqish tarixi

Qayta ko'rib chiqish tarixi hujjatga kiritilgan o'zgarishlarni tavsiflaydi. O'zgartirishlar joriy nashrdan boshlab qayta ko'rib chiqish bo'yicha sanab o'tilgan.

Tahrir 2.0
Quyida ushbu tahrirda kiritilgan o'zgarishlarning qisqacha mazmuni keltirilgan.

• Factory Secure Boot haqidagi ma'lumotlar yangilandi.
• Yalang'och metall ilovasi haqidagi ma'lumotlar yangilandi.

Tahrir 1.0
Ushbu hujjatning birinchi nashri.

Microsemi bosh qarorgohi
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 AQSh
AQSh ichida: +1 800-713-4113
AQShdan tashqarida: +1 949-380-6100
Sotish: +1 949-380-6136
Faks: +1 949-215-4996
Email: sales.support@microsemi.com
www.microsemi.com

©2020 Microsemi, Microchip Technology Inc.ning to'liq sho''ba korxonasi. Barcha huquqlar himoyalangan. Microsemi va Microsemi logotipi Microsemi korporatsiyasining roʻyxatdan oʻtgan savdo belgilaridir. Boshqa barcha savdo belgilari va xizmat ko'rsatish belgilari tegishli egalarining mulki hisoblanadi.

Hujjatlar / manbalar

Microchip UG0881 PolarFire SoC FPGA yuklash va sozlash [pdf] Foydalanuvchi uchun qoʻllanma UG0881 PolarFire SoC FPGA yuklash va sozlash, UG0881, PolarFire SoC FPGA yuklash va sozlash, yuklash va konfiguratsiya

Ma'lumotnomalar

• Foydalanuvchi uchun qo'llanma