介紹一下i.MXRT1170上用于保護(hù)片內(nèi)OCRAM1,2的MECC64功能

今天痞子衡給大家分享的是i.MXRT1170 MECC64功能特點(diǎn)及其保護(hù)片內(nèi)OCRAM1,2之道。

ECC是 “Error Correcting Code” 的簡(jiǎn)寫，ECC 能夠?qū)崿F(xiàn)錯(cuò)誤檢查和糾正，含有 ECC 功能的內(nèi)存一般稱為 ECC 內(nèi)存，使用了 ECC 內(nèi)存的系統(tǒng)在穩(wěn)定性和可靠性上得到很大提升。相比前幾代不帶 ECC 的 i.MXRT10xx 型號(hào)，新一代 i.MXRT1170 在ECC上做了全面武裝，從 eFuse 到 FlexRAM，從 OCRAM 到外部存儲(chǔ)空間全都加上了 ECC 功能。如下表所示，不同類型的存儲(chǔ)由不同的 ECC 控制器來(lái)守護(hù)：

今天痞子衡給大家簡(jiǎn)單介紹一下 i.MXRT1170 上用于保護(hù)片內(nèi) OCRAM1,2 的 MECC64 功能：

一、MECC64功能簡(jiǎn)介

1.1 MECC64特點(diǎn)

從用戶角度來(lái)說(shuō)，其實(shí) MECC64 的設(shè)計(jì)特別簡(jiǎn)單，當(dāng) MECC64 使能后，任何對(duì)受保護(hù)的 OCRAM1/2 發(fā)起的 AXI 訪問都會(huì)被 MECC64 模塊接管，MECC64 組件負(fù)責(zé)根據(jù)用戶寫入的數(shù)據(jù)產(chǎn)生 ECC 校驗(yàn)值并將其存放于專用 OCRAM1/2_ECC 里，讀訪問時(shí)根據(jù)用戶讀取的地址從相應(yīng) OCRAM1/2_ECC 地址處獲取 ECC 檢驗(yàn)值并做檢驗(yàn)處理后再返回?cái)?shù)據(jù)。

從模塊框圖里看一個(gè) MECC64 里有四個(gè) ECC 校驗(yàn)流程（也對(duì)應(yīng)四個(gè) RAM Bank 控制器），這其實(shí)是跟單個(gè) 512KB OCRAM 由四個(gè) 128KB Bank 組成一一對(duì)應(yīng)的，這樣便于轉(zhuǎn)化 AXI64 接口到 RAM 接口。

1. OCRAM 四個(gè) Bank 掛載在 AXI64 系統(tǒng)總線上，AXI[1:0] 決定了訪問得是 Bank0-3，這樣的設(shè)計(jì)可以支持對(duì)不同 Bank 的讀、寫操作同時(shí)進(jìn)行。
2. ECC 計(jì)算單元是 64bits，這 64bits 數(shù)據(jù)必須在同一 Bank 里，這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì) ECC 初始化操作影響較大，因此避免用 memset 函數(shù)去做初始化（STR指令是 byte access）。

MECC64 模塊一共有兩個(gè)，分別是 MECC1、MECC2，分別對(duì)應(yīng)保護(hù) OCRAM1、OCRAM2。此外還有兩個(gè)專用 OCRAM1_ECC、 OCRAM2_ECC 存放 ECC 校驗(yàn)值（當(dāng) MECC64 沒使能時(shí)，OCRAM1/2_ECC 也可當(dāng)作普通 OCRAM 使用）。

MECC1 base address: 4001_4000h
MECC2 base address: 4001_8000h

1.2 關(guān)于MECC64設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

關(guān)于 MECC64 基本概念，參看《簡(jiǎn)析i.MXRT1170 Cortex-M7 FlexRAM ECC功能特點(diǎn)、開啟步驟、性能影響》 的 1.2節(jié)，這里不予贅述。

1.2.1 MECC64檢驗(yàn)?zāi)芰?/p>

MECC64 中每 64bits 數(shù)據(jù)就會(huì)計(jì)算出一個(gè) ECC 校驗(yàn)值（8bits），ECC 算法用得是經(jīng)典的 Hsiao Hamming。

1.2.2 ECC錯(cuò)誤觸發(fā)處理

ECC 錯(cuò)誤分兩種，分別是 1-bit 錯(cuò)誤和 2-bit 錯(cuò)誤（針對(duì) 64bits 數(shù)據(jù)而言）。從軟件層面來(lái)看，1-bit 錯(cuò)誤可以不用管，MECC64 模塊會(huì)自動(dòng)糾錯(cuò)。我們主要處理 2-bit 錯(cuò)誤，由于 2-bit 錯(cuò)誤僅能檢錯(cuò)，無(wú)法糾錯(cuò)，所以發(fā)生了這個(gè)錯(cuò)誤，就意味著讀取的數(shù)據(jù)不可靠了。對(duì)于 1/2 bit錯(cuò)誤，MECC64 均提供了中斷響應(yīng)（MECCx_INT_IRQn / MECCx_FATAL_INT_IRQn）。

這里還需要特別提醒一下，當(dāng)讀訪問是 64bits 時(shí)，發(fā)生 ECC 錯(cuò)誤僅產(chǎn)生一次 ECC 中斷，但是如果是 32/16/8bits 讀訪問則會(huì)連續(xù)產(chǎn)生兩次 ECC 中斷，因?yàn)?ECC 校驗(yàn)總是以 64bits 為基本數(shù)據(jù)單元。

二、開啟MECC64的步驟

2.1 激活MECC64特性

芯片出廠，默認(rèn)是沒有激活 MECC64 特性的，如果需要開啟 MECC64，需要燒寫 efuse，fusemap 中 0x840[2] 對(duì)應(yīng)的是 MECC_ENABLE bit，我們需要將這個(gè) bit 燒寫成 1，才能激活 MECC64 特性。

2.2 SDK驅(qū)動(dòng)初始化MECC64

然后可以直接利用 SDK 里的 fsl_mecc 驅(qū)動(dòng)對(duì) MECC64 模塊進(jìn)行初始化，代碼非常簡(jiǎn)單，如下示例代碼就是初始化 MECC1，使能 OCRAM1 區(qū)域的讀寫 ECC 功能：

#include"fsl_mecc.h"

voidinit_mecc(void)
{
mecc_config_tconfig;
MECC_GetDefaultConfig(&config);

//使能MECC64，并且指明受保護(hù)的OCRAM空間
config.enableMecc=true;
config.Ocram1StartAddress=0x20240000;
config.Ocram1EndAddress=0x202BFFFF;

//初始化MECC64模塊，并且初始化OCRAM區(qū)域?yàn)槿?
MECC_Init(MECC1,&config);
}

進(jìn) MECC_Init() 函數(shù)內(nèi)部可以看到其對(duì) OCRAM 區(qū)域的初始化用得是 64bits 賦值，這樣可以保證正確生成首次 ECC 校驗(yàn)值，等 OCRAM 區(qū)域全部初始化過(guò)后，底下就可以對(duì) OCRAM 進(jìn)行任意數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的訪問了。

2.3 AXI方式讀寫OCRAM區(qū)域

現(xiàn)在我們直接調(diào)試 SDK_2_14_0_MIMXRT1170-EVKBoardsevkbmimxrt1170driver_examplesmeccmecc_single_errorcm7iar 工程，跑到 MECC 初始化結(jié)束后，打開 Memory 窗口，可以看到 OCRAM1 區(qū)域（0x20240000 - 0x202BFFFF） 已經(jīng)是全 0，OCRAM1_ECC 區(qū)域（0x20340000 - 0x2034FFFF）也是全 0。但是往 0x20240020 處寫入 8 字節(jié)測(cè)試數(shù)據(jù)后，并沒有看到 OCRAM1_ECC 區(qū)域有數(shù)據(jù)上的變化，說(shuō)明 ECC 校驗(yàn)碼數(shù)據(jù)是受保護(hù)的，僅能被 MECC64 模塊訪問，對(duì)用戶不可見。

三、激活MECC64特性后的影響

前面講到 fusemap 中 0x840[2] 對(duì)應(yīng)的是 MECC_ENABLE bit，這個(gè) bit 被燒錄為 1 后，我們還需要初始化 MECC64 模塊里（打開MECC->PIPE_ECC_EN[ECC_EN]）才能真正開啟 OCRAM ECC 功能，但是別忘了芯片參考手冊(cè)里 MECC64 章節(jié)有一個(gè)提醒：

是的，BootROM 上電運(yùn)行，第一件事就是檢查 fuse MECC_ENABLE bit 位，如果已經(jīng)置 1，那就立刻開啟 MECC1 和 MECC2 模塊的 PIPE_ECC_EN[ECC_EN]，即啟用 OCRAM ECC，但是 BootROM 并沒有初始化全部 OCRAM1 和 OCRAM2 區(qū)域，僅僅初始化了 OCRAM1 前 48KB，這部分是 BootROM 程序的 RW 區(qū)。

痞子衡找了兩塊 RT1170 板卡做了對(duì)比測(cè)試（芯片設(shè)為 Serial Downloader模式，掛上 JLink 讀取內(nèi)存），未激活 MECC64 特性的芯片 OCRAM 區(qū)域讀取出來(lái)全是隨機(jī)值，而激活了 MECC64 特性的芯片僅 ROM RW 區(qū)被初始化了以及 OCRAMx_ECC 不可訪問外，其余區(qū)域全是隨機(jī)值（這里的讀取其實(shí)不太可靠，畢竟使能了 ECC 后首次訪問必須是寫，然后才能正常被讀寫）。

對(duì)于激活了 MECC64 特性之后的芯片，無(wú)論是設(shè)計(jì)下載算法還是 IDE 里的初始化腳本，或者 App 應(yīng)用里的變量訪問，如果涉及到 ROM RW 區(qū)之外的 OCRAM1,OCRAM2 區(qū)域，建議一律做先寫后讀處理，否則可能會(huì)出現(xiàn)奇怪的錯(cuò)誤。

至此，i.MXRT1170 MECC64功能特點(diǎn)及其保護(hù)片內(nèi)OCRAM1,2之道痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~

審核編輯：劉清