基于KeyStone 器件建立鲁棒性系统

摘要

对于复杂的系统，鲁棒性是非常重要的。为了协助客户建立鲁棒性系统，KeyStone 器件提供了多种硬件保护机制，如内存保护、EDC。本文介绍如何利用这些特性在 KeyStone 器件上建立一个鲁棒的系统。同时提供了与文档配套的例程。

1 简介

如图1 所示，KeyStone 器件提供了多种协助客户建立鲁棒性应用的特性。

如图1 所示，在LL2、L1P 及L1D 中集成了内存保护模块;LL2、SL2 及DDR 控制器中集成了错误检查纠正模块;L1P 集成了错误检测模块。

MPAX 和MPU 模块附在总线上，用于监控检测以避免非法的总线访问。

每个DSP CorePac 有一个独立的MPAX 用于监控与MSMC 连接的总线。

对于系统中其他的master，根据权限ID 进行分类。对每个权限ID，在MSMC 中集成了2 个MPAX 用于监视与该权限ID 相关的访问。其中一个是SES MPAX 用于保护对DDR3 的访问，另一个是SMS MPAX 用于保护对SL2 的访问。关于每个master 对应的权限ID，参考相应的器件手册。

某些外设的配置端口上添加了MPU，用于保护对该外设配置区域的非法访问。但是并非所有的外设都受MPU 的保护，具体参考相应器件手册中受MPU 保护的外设列表。

每个CorePac 有一个看门狗定时器用于监视其活动，如果该核死机，看门狗可以触发不可屏蔽中断或者复位信号。

EMC 可以避免DSP core 访问没有映射的的配置空间，XMC 则可以避免DSP core 访问没有映射的数据空间。

所有这些功能都由硬件模块实现，使用这些功能对系统性能基本上没有影响。使用EDC 会对存储器的访问性能稍有影响，但从整个系统层面上看，它几乎是微不足道的。

在出现问题时，所有这些模块可以向DSP core 触发异常，DSP core 的异常监控模块可以记录这些状态并触发异常服务程序执行相应的操作。

本文讨论这些特性的应用，并给出相关基于寄存器层CSL 实现的例程。代码使用如下方式定义寄存器指针。

上述各种特性具体描述分布于各自子系统的文档中，本文最后的参考章节中列出了所有相关的文档。在看本文之前，假设客户已经阅读了相关属性对应的文档，所以本文旨在提供相关的补充信息。

本文适用于KeyStone 1 系列DSP，例程在TCI6614 EVM，C6670 EVM，C6678 EVM 上进行了验证。对于其他的KeyStone 器件包扩KeyStone 2 系列，基本功能都是一样的，一些细节上的些许差异请参阅相应器件手册。

2 内存保护

文档“Memory Protection On KeyStone Devices (SPRWIKI9012)”中讨论了KeyStone 器件上的内存保护属性，其中包括其它文档中没有的很多有用信息，本节在其基础上做一些总结和补充。

表1 总结列出不同内存保护模块的差异。

系统中有多个master 和slave，位于slave 输入端口的保护模块用于阻止来自其他master 对该slave 的非法访问;位于master 输出端口的保护模块用于阻止该master 对所有其他slave 的非法访问。

每个内存页、分片或范围的保护属性都是可编程的。

2.1 L1 及LL2 内存保护

关于L1 及LL2 内存保护的基本信息参考“TMS320C66x CorePac User Guide(SPUGW0)”中内存保护章节。

L1 及LL2 内存保护只区分7 个外部请求ID，但是系统可能有16 个权限ID。默认情况下，系统权限ID 0~5 映射到CorePac AID 0~5，所有其他的权限ID 均映射到AIDx。

CorePac AID 与系统权限ID 之间的映射关系可由EMC 编程配置，具体参考“TMS320C66x CorePac User Guide(SPUGW0)”中“外部存储控制器(EMC)”章节。

注意，IDMA 的AID 与其所属CorePac 的数值一致，EDMA 传输的权限ID 与配置并发起这个传输的核的编号一致。

通常L1 被配置为cache，此时所有L1 相关的内存保护属性寄存器应该清零从而阻止其他master的对L1 的访问。

CorePac 内部内存保护模块(保护L1，LL2 及XMC/MPAX)的寄存器被一个锁保护起来。默认情况下，这些寄存器没有被锁住，用户软件可以使用自定义的密钥锁住这些寄存器，然后，只有用该密钥进行解锁后才可以访问这些寄存器。

2.2 共享内存保护 – MPAX

关于CorePac 共享内存保护的基本信息参考“TMS320C66x CorePac User Guide(SPRUGW0)”中“扩展存储控制器(XMC)”章节;关于系统中其他master 的共享内存保护基本信息参考“KeyStone Architecture Multicore Shared Memory Controller User Guide (SPRUGW7)”中“内存保护及地址扩展 (MPAX)”章节。

如下是例程中关于XMC/MPAX 的配置样例，每一行代表MPAX 中的一个分片配置。

逻辑地址低于0x0C00_0000 的地址访问不会进入XMC。对地址空间0