Demoverze FPGA SoC od Microsemi UG0388

Zavedení

Tato ukázka demonstruje možnosti detekce a korekce chyb (EDAC) programovatelného hradlového pole (FPGA) systému SmartFusion®2 na čipu (SoC) na vestavěné statické paměti s náhodným přístupem (eSRAM). Řadiče EDAC implementované v FPGA SmartFusion2 SoC podporují korekci jedné chyby a detekci dvojité chyby (SECDED). Všechny paměti v subsystému mikrokontroléru (MSS) SmartFusion2 SoC FPGA jsou chráněny technologií SECDED. Paměť eSRAM může být typu eSRAM_0 nebo eSRAM_1. Rozsah adres eSRAM_0 je 0x20000000 až 0x20007FFF a rozsah adres eSRAM_1 je 0x20008000 až 0x2000FFFF.
Pokud je povolena funkce SECDED, operace zápisu vypočítá a přičte 8 bitů kódu SECDED ke každým 32 bitům dat a operace čtení přečte a porovná data s uloženým kódem SECDED pro podporu 1bitové korekce chyb a 2bitové detekce chyb.
V této ukázce lze detekci a opravy chyb identifikovat blikající LED diodou na desce a grafickým uživatelským rozhraním (GUI).

Obrázek 1. Blokové schéma nejvyšší úrovně

EDAC eSRAM podporuje následující funkce:

• Mechanismus SECDED
• Poskytuje přerušení procesoru ARM® Cortex®-M3 a FPGA fabric při detekci 1bitové nebo 2bitové chyby.
• Ukládá počet 1bitových a 2bitových chyb do registrů čítače chyb.
• Ukládá adresu posledního 1bitového nebo 2bitového místa v paměti ovlivněného chybou.
• Ukládá 1bitová nebo 2bitová chybová data do registrů SECDED.
• Poskytuje signály chybové sběrnice do FPGA struktury

Viz kapitola o EDAC v uživatelské příručce SmartFusion2 Reliability and Security a kapitola o eSRAM v uživatelské příručce SmartFusion2 Cortex-M3.

Požadavky na demo

Hardwarové a softwarové požadavky
Hardware a software potřebný ke spuštění dema je uveden v tabulce 1. Tabulka 1. Požadavky na demo

Železářské zboží	Verze
Sada pro hodnocení zabezpečení SmartFusion2: Programátor FlashPro4 Kabel USB A na Mini-B 12V adaptér	Rev D nebo novější
Desktop nebo Laptop	Windows XP SP2 – 32bitový/64bitový operační systém Windows 7 – 32bitový/64bitový operační systém
Software
Libero® Systém na čipu (SoC)	v11.5
Programovací software FlashPro	v11.5
Ovladače hostitelského PC	Ovladače USB na UART
Pro spuštění demo GUI	Klient Microsoft .NET Framework 4

Design Files
design fileSoubory pro tuto demoverzi si můžete stáhnout z webu Microsemi. webmísto: http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_ug0388_liberov11p5_df

Design files zahrnují:

• Projekt Libero SoC
• Programování files
• Spustitelný GUI
• Readme file

Viz soubor readme.txt file uvedeno v návrhu files pro úplnou strukturu adresářů.

Popis demo designu
Každá eSRAM v MSS je chráněna specializovaným řadičem EDAC. EDAC detekuje 1bitovou nebo 2bitovou chybu při čtení dat z paměti. Pokud EDAC detekuje 1bitovou chybu, řadič EDAC opraví stejný chybový bit. Pokud je EDAC povolen pro všechny 1bitové a 2bitové chyby, odpovídající čítače chyb v systémových registrech se inkrementují a generují se odpovídající signály přerušení a chybové sběrnice do struktury FPGA.
V prostředí náchylném k jednorázovým poruchám (SEU) je paměť s náhodným přístupem (RAM) náchylná k přechodným chybám způsobeným těžkými ionty. K tomu dochází v reálném čase. Pro demonstraci se chyba zadává ručně a sleduje se její detekce a korekce.

Tento demo návrh zahrnuje implementaci následujících úkolů:

1. Povolit EDAC
2. Zápis dat do eSRAM
3. Čtení dat z eSRAM
4. Zakázat EDAC
5. Poškozený jeden nebo dva bity
6. Zápis dat do eSRAM
7. Povolit EDAC
8. Přečtěte si data
9. V případě 1bitové chyby řadič EDAC chybu opraví, aktualizuje odpovídající stavové registry a poskytne data zapsaná v kroku 2 při operaci čtení provedené v kroku 8.
10. V případě 2bitové chyby je vygenerováno odpovídající přerušení a aplikace musí opravit data nebo provést příslušnou akci v obsluze přerušení. Tyto dvě metody jsou demonstrovány v této ukázce.

V tomto demu jsou implementovány dva testy: test smyčky a ruční test a jsou použitelné pro 1bitové i 2bitové chyby.

Test smyčky

Tato metoda se provede, když FPGA SmartFusion2 SoC obdrží z grafického uživatelského rozhraní příkaz pro test smyčky. Zpočátku jsou všechny čítače chyb a registry související s EDAC nastaveny do stavu RESET.

Pro každou iteraci se provádějí následující kroky:

1. Povolte ovladač EDAC.
2. Zapište data do konkrétního umístění paměti eSRAM.
3. Deaktivujte ovladač EDAC.
4. Zapište 1bitová nebo 2bitová data vyvolaná chybou na stejné místo v paměti eSRAM.
5. Povolte ovladač EDAC.
6. Načtěte data ze stejného umístění v paměti eSRAM.
7. Odešlete 1bitovou nebo 2bitovou detekci chyb a 1bitovou opravu chyb v případě 1bitové chyby do GUI.

Manuální test
Tato metoda umožňuje ruční testování pro povolení/zakázání operací EDAC a zápisu/čtení. Pomocí této metody lze zavést 1bitové nebo 2bitové chyby na libovolné místo v paměti eSRAM. Povolte EDAC a zapisujte data na zadanou adresu pomocí polí grafického rozhraní. Deaktivujte EDAC a zapisujte 1bitová nebo 2bitová poškozená data na stejnou adresu. Po povolení EDAC a čtení dat ze stejné adresy se musí LED dioda na desce přepnout, aby upozornila na detekci a opravu chyb. Odpovídající čítač chyb se zobrazí na grafickém rozhraní. Konzole sériového rozhraní grafického rozhraní bude zaznamenávat všechny akce provedené v FPGA SmartFusion2 SoC.

Obrázek 2 ukazuje demo operace eSRAM EDAC

Spuštění ukázky

Tato část popisuje nastavení desky SmartFusion2 Security Evaluation Kit, možnosti grafického uživatelského rozhraní a postup provedení demo návrhu.

Nastavení ukázky
Následující kroky popisují, jak nastavit demo:

1. Připojte programátor FlashPro4 ke konektoru J5 sady SmartFusion2 Security Evaluation Kit.
2. Připojte jeden konec kabelu USB mini-B ke konektoru J18, který je součástí sady SmartFusion2 Security Evaluation Kit. Druhý konec kabelu USB připojte k hostitelskému počítači. Ujistěte se, že jsou ovladače USB-UART Bridge automaticky detekovány (lze ověřit ve Správci zařízení), jak je znázorněno na obrázku 3.
   Poznámka: Zkopírujte číslo COM portu pro konfiguraci sériového portu. Ujistěte se, že umístění COM portu je uvedeno jako „na USB Serial Converter D“, jak je znázorněno na obrázku 3.
3. Pokud nejsou nainstalovány ovladače USB to UART bridge, stáhněte a nainstalujte ovladače z www.microsemi.com/soc/documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip
   Propojte propojky na sadě pro vyhodnocení zabezpečení SmartFusion2, jak je znázorněno v tabulce 2. Při zapojování propojek musí být vypínač napájení SW7 vypnutý.

Tabulka 2. Nastavení propojek sady pro vyhodnocení zabezpečení SmartFusion2

Skokan	Připnout (od)	Připnout (na)	Komentáře
J22, J23, J24, J8, J3	1 (výchozí)	2	Toto jsou výchozí nastavení propojek desky SmartFusion2 Security Evaluation Kit. Ujistěte se, že jsou tyto propojky odpovídajícím způsobem nastaveny.

Grafické uživatelské rozhraní

GUI podporuje následující funkce:

• Výběr COM portu a přenosové rychlosti.
• Výběr karty 1bitové opravy chyb nebo karty 2bitové detekce chyb.
• Výběr eSRAM0 nebo eSRAM1.
• Adresní pole pro zápis nebo čtení dat na nebo ze zadané adresy eSRAM.
• Datové pole pro zápis nebo čtení dat na nebo ze zadané adresy eSRAM.
• Sekce Serial Console pro tisk informací o stavu přijatých z aplikace.
• EDAC ZAP/VYP – povoluje nebo zakazuje EDAC.
• Zápis – umožňuje zápis dat na zadanou adresu.
• Čtení – umožňuje čtení dat ze zadané adresy.
• LOOP test ON/OFF – umožňuje testovat mechanismus EDAC metodou smyčky.

Spuštění návrhu
Následující kroky popisují, jak spustit návrh:

1. Zapněte vypínač napájení SW7.
2.  Naprogramujte zařízení SmarFusion2 pomocí programování file uvedeno v návrhu files (\ProgramováníFiles\eSRAM_0\EDAC_Demo_eSRAM0.stp nebo \ProgramováníFiles\eSRAM_1\EDAC_Demo_eSRAM1.stp) pomocí návrhového softwaru FlashPro, jak je znázorněno na obrázku 6.
3. Po úspěšném naprogramování stiskněte spínač SW6 pro reset desky.
4. Spusťte spustitelný soubor EDAC_eSRAM Demo GUI file k dispozici v designu files (\GUI Executable\ EDAC_eSRAM.exe). Zobrazí se okno GUI, jak je znázorněno na obrázku 5.
5. V rozevíracím seznamu COM Port vyberte příslušný port COM (na který jsou nasměrovány ovladače USB to UART Bridge).
6. Vyberte přenosovou rychlost jako 57600 a klikněte na Připojit. Po navázání připojení se Connect změní na Disconnect.
7. Vyberte eSRAM 0 nebo eSRAM 1 v závislosti na programování file vybrané v kroku 2.
8. Vyberte kartu Korekce chyb 1 bit nebo kartu Detekce chyb 2 bit, jak je znázorněno na obrázku 7 a obrázku 8.
9. Lze provést dva typy testů: Manuální a Loop.

Provádění testu smyčky
Klikněte na tlačítko Loop Test ON (Zapnout test smyčky). Smyčka se spustí v režimu smyčky, kde probíhá průběžná korekce a detekce chyb. Smyčka běží 200 iterací. Všechny akce provedené v FPGA SmartFusion2 SoC jsou zaznamenány v sekci Serial Console (Sériová konzole) grafického uživatelského rozhraní. Dvoubitový test smyčky detekce chyb vytiskne v konzoli Serial Console offset adresy eSRAM, kterého se to týká. Po dokončení 2 iterací klikněte na tlačítko Loop Test OFF (Vypnout test smyčky).

Tabulka 3. Adresy paměti eSRAM použité v testu smyčky

Paměť	1bitová korekce chyb	2bitová detekce chyb
eSRAM0	0x20000000	0x20002000
eSRAM1	0x20008000	0x2000A000

Provádění manuálního testu
V této metodě jsou chyby zaváděny ručně pomocí GUI. K provedení 1bitové opravy chyb nebo 2bitové detekce chyb použijte následující kroky.

1. Zadejte pole Adresa a Data (použijte 32bitové hexadecimální hodnoty).
2. Klikněte na EDAC ON.
3. Klikněte na Zapsat.
4. Klikněte na EDAC OFF.
5. V datovém poli (zavádění chyby) stačí změnit jeden bit (v případě 1bitové korekce chyb) nebo dva bity (v případě 2bitové detekce chyb).
6. Klikněte na Zapsat.
7. Klikněte na EDAC ON.
8. Klikněte na Číst.
9. Sledujte zobrazení počtu chyb a datové pole v GUI. Počet chyb se zvýší o 1.

Všechny akce provedené v SmartFusion2 SoC FPGA jsou zaznamenávány v sekci Serial Console v grafickém uživatelském rozhraní.
Poznámka: Chcete-li v grafickém uživatelském rozhraní EDAC_eSRAM Demo přepnout z karty 1bitové korekce chyb na 2bitovou detekci chyb nebo naopak, resetujte hardwarovou desku.

Závěr

Tato ukázka ukazuje možnosti eSRAM s technologií SmartFusion2 SECDED. Následující tabulka ukazuje důležité změny provedené v tomto dokumentu pro každou revizi.

Revize	Změny	Strana
Revize 6 (únor 2015)	Aktualizován dokument pro vydání softwaru Libero SoC v11.5 (SAR 64979).	NA
Revize 5 (září 2014)	Aktualizován dokument pro vydání softwaru Libero SoC v11.4 (SAR 60476).	NA
Revize 4 (květen 2014)	Aktualizován dokument pro vydání softwaru Libero SoC v11.3 (SAR 56852).	NA
Revize 3 (listopad 2013)	Aktualizován dokument pro vydání softwaru Libero SoC v11.2 (SAR 52960).	NA
Revize 2 (květen 2013)	Aktualizován dokument pro vydání softwaru Libero SoC v11.0 (SAR 47858).	NA
Revize 1 (březen 2013)	Aktualizován dokument pro Libero SoC v11.0 Beta SP1 (SAR 45586).	NA
Poznámka: Číslo revize se nachází v čísle dílu za pomlčkou. Číslo dílu se zobrazuje ve spodní části poslední stránky dokumentu. Číslice za lomítkem označují měsíc a rok vydání.

Podpora produktu

Microsemi SoC Products Group podporuje své produkty různými podpůrnými službami, včetně zákaznických služeb, zákaznického centra technické podpory, a webmísto, elektronickou poštu a celosvětové prodejní kanceláře. Tento dodatek obsahuje informace o kontaktování Microsemi SoC Products Group a používání těchto služeb podpory.

Služby zákazníkům
Obraťte se na zákaznický servis pro netechnickou podporu produktu, jako je cena produktu, aktualizace produktu, informace o aktualizaci, stav objednávky a autorizace.
Ze Severní Ameriky volejte 800.262.1060. Ze zbytku světa volejte 650.318.4460. Faxem z libovolného místa na světě volejte 408.643.6913.

Centrum zákaznické technické podpory
Microsemi SoC Products Group zaměstnává své centrum zákaznické technické podpory vysoce kvalifikovanými inženýry, kteří vám mohou pomoci zodpovědět vaše hardwarové, softwarové a designové otázky týkající se produktů Microsemi SoC. Centrum zákaznické technické podpory tráví spoustu času vytvářením poznámek k aplikacím, odpovědí na běžné otázky cyklu návrhu, dokumentace známých problémů a různých často kladených otázek. Než nás tedy budete kontaktovat, navštivte naše online zdroje. Je velmi pravděpodobné, že jsme již zodpověděli vaše otázky.

• Technická podpora
  Pro podporu produktů Microsemi SoC navštivte http://www.microsemi.com/products/fpga-soc/designsupport/fpga-soc-support
• Webmísto
  Na domovské stránce Microsemi SoC Products Group můžete procházet různé technické i netechnické informace na adrese http://www.microsemi.com/soc/
• Kontaktování střediska technické podpory zákazníků
  Středisko technické podpory zaměstnávají vysoce kvalifikovaní inženýři. Centrum technické podpory lze kontaktovat e-mailem nebo prostřednictvím skupiny produktů Microsemi SoC webmísto.
• E-mail
  Své technické dotazy můžete sdělit na naši e-mailovou adresu a získat odpovědi zpět e-mailem, faxem nebo telefonicky. Také, pokud máte problémy s návrhem, můžete svůj návrh poslat e-mailem files získat pomoc. E-mailový účet neustále monitorujeme po celý den. Když nám zasíláte svůj požadavek, nezapomeňte uvést své celé jméno, název společnosti a své kontaktní údaje pro efektivní zpracování vaší žádosti.
  E-mailová adresa technické podpory je soc_tech@microsemi.com
• Moje případy
  Zákazníci Microsemi SoC Products Group mohou předkládat a sledovat technické případy online na stránce Moje případy.

Mimo USA
Zákazníci, kteří potřebují pomoc mimo časová pásma USA, mohou kontaktovat technickou podporu prostřednictvím e-mailu soc_tech@microsemi.com nebo kontaktujte místní prodejní kancelář. Seznam prodejních kanceláří naleznete na www.microsemi.com/soc/company/contact/default.aspx

Technická podpora ITAR
Pro technickou podporu na RH a RT FPGA, které jsou regulovány Mezinárodními předpisy pro obchod se zbraněmi (ITAR), nás kontaktujte prostřednictvím soc_tech_itar@microsemi.com  Nebo v sekci Moje případy vyberte v rozevíracím seznamu ITAR možnost Ano. Úplný seznam FPGA Microsemi regulovaných ITAR naleznete na stránkách ITAR. web strana

• Microsemi Corporation (Nasdaq: MSCC) nabízí komplexní portfolio polovodičových a systémových řešení pro komunikační, obranné a bezpečnostní, letecké a průmyslové trhy. Produkty zahrnují vysoce výkonné a radiací zesílené analogové integrované obvody se smíšeným signálem, FPGA, SoC a ASIC; produkty pro řízení spotřeby; časovací a synchronizační zařízení a přesná časová řešení, stanovující světový standard pro čas; Zařízení pro zpracování hlasu; RF řešení; diskrétní součásti; bezpečnostní technologie a škálovatelné anti-tamper produkty; Integrované obvody Power-over-Ethernet a střední rozpětí; stejně jako možnosti a služby vlastního návrhu. Microsemi má centrálu v Aliso Viejo v Kalifornii a má přibližně 3,400 XNUMX zaměstnanců po celém světě. Více se dozvíte na www.microsemi.com
• Microsemi neposkytuje žádnou záruku, prohlášení ani záruku týkající se informací zde obsažených nebo vhodnosti svých produktů a služeb pro jakýkoli konkrétní účel, ani nepřebírá žádnou odpovědnost vyplývající z aplikace nebo použití jakéhokoli produktu nebo okruhu. Zde prodávané produkty a jakékoli další produkty prodávané společností Microsemi byly podrobeny omezenému testování a neměly by být používány ve spojení s kritickým vybavením nebo aplikacemi. Jakékoli výkonnostní specifikace jsou považovány za spolehlivé, ale nejsou ověřeny, a Kupující musí provést a dokončit veškeré výkonnostní a další testování produktů, a to samostatně a společně s jakýmikoli koncovými produkty nebo v nich instalované. Kupující se nebude spoléhat na žádná data a výkonové specifikace nebo parametry poskytnuté společností Microsemi. Je odpovědností kupujícího nezávisle určit vhodnost jakýchkoli produktů a testovat a ověřit je. Informace poskytované společností Microsemi níže jsou poskytovány „tak, jak jsou, kde jsou“ a se všemi chybami a veškerá rizika spojená s těmito informacemi nese výhradně Kupující. Microsemi neuděluje, explicitně ani implicitně, žádné straně žádná patentová práva, licence nebo jakákoli jiná práva duševního vlastnictví, ať už se jedná o takové informace samotné nebo cokoli popsaného v těchto informacích. Informace uvedené v tomto dokumentu jsou majetkem společnosti Microsemi a společnost Microsemi si vyhrazuje právo kdykoli bez upozornění provést jakékoli změny informací v tomto dokumentu nebo jakýchkoli produktů a služeb.

Microsemi Corporate Headquarters One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 USA
V rámci USA: +1 800-713-4113 Mimo USA: +1 949-380-6100 Prodej: +1 949-380-6136
Fax: +1 949-215-4996
E-mail: sales.support@microsemi.com
© 2015 Microsemi Corporation. Všechna práva vyhrazena. Microsemi a logo Microsemi jsou ochranné známky společnosti Microsemi Corporation. Všechny ostatní ochranné známky a servisní známky jsou majetkem příslušných vlastníků.

Dokumenty / zdroje

Demoverze FPGA SoC od Microsemi UG0388 [pdfUživatelská příručka Ukázka FPGA SoC UG0388, UG0388, Ukázka FPGA SoC, Ukázka FPGA

Reference

• Uživatelská příručka