【S32K146 功能安全特性】EIM/ERM 功能验证

andeyqi · 发表于 2024-1-22 22:30:50

本帖最后由 andeyqi 于 2024-1-24 14:14 编辑

S32K146 作为一颗车规级的芯片，芯片自身是支持功能安全相关的特性，芯片的功能安全等级是ASIL-B等级。从以下功能安全手册的描述可以看到S32K14X 芯片的FLASH/SRAM 是支持硬件ECC校验机制，支持 SEC/DED 算法纠正1bit 错误及多bit 错误检出机制。

ECC 功能如果软件要验证的话，正常情况下是不会触发bit 错误异常的，正常情况这个异常是很难触发的，软件如果要验证这个功能需要怎么触发验证呢，EIM是个错误注入模块可以对数据线及ECC码进行注入错误验证，确保ECC功能的安全可靠，以下是EIM模块的框体，从框图能够看出EIM 模块可以控制对应的bit 读取的数据发生位反转。

从如下框图也可以看出来CPU 通过LMEM（Local Memory Controller）单元访问RAM 资源中间是途经EIM模块，从而EIM 完成对应的路径的注错验证诊断RAM ECC 功能。

EIM 能够注入错误，朱武的错误如何被检出报告，S32K内部还有个ERM模块这个模块能检出SRAM 是否发生了ECC 错误及ECC错误的类型，并具有中断信号输出通知到CORE 的能力，ERM 的介绍如下：

EIM 单bit 错误注入验证

我们使用SDK 的配置接口，使能配置EIM/ERM 通过EIM 注入1bit 错误，然后读取ERM 状态寄存器判断注入错误状态是否成功是否按照预期的检测出ECC错误，对应的测试代码如下：
eim config:

/**
* @page misra_violations MISRA-C:2012 violations
*
* @section [global]
* Violates MISRA 2012 Advisory Rule 8.7, External variable could be made static.
* The external variables will be used in other source files in application code.
*
*/
/* Channel configurations */
const eim_user_channel_config_t eim_InitConfig0[EIM_CHANNEL_COUNT0] =
{
/* Channel configuration 0 */
{
.channel = 0U,
.checkBitMask = 0U,
.dataMask = 1U,
.enable = true
}
};

复制代码

erm config:

/* Interrupt configurations */
/* Interrupt configuration 0 */
const erm_interrupt_config_t erm_Interrupt0 =
{
.enableSingleCorrection = true,
.enableNonCorrectable = true
};
/* ERM configurations */
/* ERM configuration 0 */
const erm_user_config_t erm_InitConfig0[ERM_CHANNEL_COUNT0] =
{
/* Channel configuration 0 */
{
.channel = 0U,
.interruptCfg = &erm_Interrupt0
}
};

复制代码

测试代码：

#include <stdio.h>
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>
int eim_correct(void)
{
uint32_t test;
uint32_t addr;
erm_ecc_event_t retValue = ERM_EVENT_NONE;
/* Initialize address used to test */
*(uint32_t *)0x1FFFFFF0U = 0U;
/* Hardware initialization */
/* Initial for ERM module */
ERM_DRV_Init(INST_ERM_CONFIG_1, ERM_CHANNEL_COUNT0, erm_InitConfig0);
/* Initial for EIM module */
EIM_DRV_Init(INST_EIM_CONFIG_1, EIM_CHANNEL_COUNT0, eim_InitConfig0);
/* Read any address on RAM */
/* Enable read region Ram (0x1FFF8000 - 0x20006FFF) when debug equal Flash */
test = *(uint32_t *)0x1FFFFFF0U;
(void)test;
/* Deinit EIM module */
EIM_DRV_Deinit(INST_EIM_CONFIG_1);
/* Check error and get address which EIM injection error */
retValue = ERM_DRV_GetErrorDetail(INST_ERM_CONFIG_1, 0U, &addr);
rt_kprintf("erm status %s error addr is 0x%08x\n",\
retValue == ERM_EVENT_NONE ? "ERM_EVENT_NONE" :\
(retValue == ERM_EVENT_SINGLE_BIT ? "ERM_EVENT_SINGLE_BIT" :\
(retValue == ERM_EVENT_NON_CORRECTABLE ? "ERM_EVENT_NON_CORRECTABLE" : "ERM_EVENT_NONE")),\
addr);
return 0;
}
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(eim_correct, eim1 ,eim correct test);

复制代码

运行上述测试代码，输入eim1 测试命令，ERM 模块已经按照预期的检测到单bit 错误。

ERM 单bit 错误中断验证

在上述代码的基础上追加ERM 中断使能，查看中断函数能否被正常执行，对应代码修改如下：

输入测试命令,中断处理函数内部已经捕获到但比特错误并清除掉该错误标志。

如果看的仔细会发现中断的形式EPM宝出来的地址和直接查询状态时对应的地址时不同的，中断的方式我们用来triger 读取的是0x1FFFFFF0U 的测试地址，为什么中断报出来的是0x1fff00f0,这个是因为触发中断的时候回去读取中断向量表，我们的中断向量表是在SRAM里，我们debug 查下0x1fff00f0存储的是不是对应的中断函数。通过下图可知道确实是中断向量，所以EPM 记录的是最后一次触发的一场地址。

EIM 多bit 错误注入验证

验证完了单bit ECC异常，我们修改EIM 的配置往ECC区域注入多bit 错误看看是否也会跟上面一样触发中断。
修改EIM 配置：

const eim_user_channel_config_t eim_InitConfig1[EIM_CHANNEL_COUNT1] =
{
/* Channel configuration 0 */
{
.channel = 0U,
.checkBitMask = 3U,
.dataMask = 0U,
.enable = true
}
};

复制代码

添加如下测试指令eim2：

/*!
\brief The ERM_ISR funcion invert state Led
*- Clear event when have notify interrupt
*/
void erm_doublebit_isr(void)
{
uint32_t addr;
erm_ecc_event_t retValue = ERM_EVENT_NONE;
/* Deinit EIM module */
EIM_DRV_Deinit(INST_EIM_CONFIG_1);
/* Check error and get address which EIM injection error */
retValue = ERM_DRV_GetErrorDetail(INST_ERM_CONFIG_1, 0U, &addr);
rt_kprintf("erm isr status %s error addr is 0x%08x\n",\
retValue == ERM_EVENT_NONE ? "ERM_EVENT_NONE" :\
(retValue == ERM_EVENT_SINGLE_BIT ? "ERM_EVENT_SINGLE_BIT" :\
(retValue == ERM_EVENT_NON_CORRECTABLE ? "ERM_EVENT_NON_CORRECTABLE" : "ERM_EVENT_NONE")),\
addr);
/* The interrupt notification will be cleared.*/
ERM_DRV_ClearEvent(INST_ERM_CONFIG_1, 0U, ERM_EVENT_NON_CORRECTABLE);
}
int eim_double_bit(void)
{
uint32_t test;
uint32_t addr;
erm_ecc_event_t retValue = ERM_EVENT_NONE;
/* Initialize address used to test */
*(uint32_t *)0x1FFFFFF0U = 0U;
/* Install IRQ Handlers for ERM and SysTick */
INT_SYS_InstallHandler(ERM_double_fault_IRQn, erm_doublebit_isr, (isr_t *)0);
/* Enable ERM IRQ */
INT_SYS_EnableIRQ(ERM_double_fault_IRQn);
/* Hardware initialization */
/* Initial for ERM module */
ERM_DRV_Init(INST_ERM_CONFIG_1, ERM_CHANNEL_COUNT0, erm_InitConfig0);
/* Initial for EIM module */
EIM_DRV_Init(INST_EIM_CONFIG_1, EIM_CHANNEL_COUNT1, eim_InitConfig1);
/* Read any address on RAM */
/* Enable read region Ram (0x1FFF8000 - 0x20006FFF) when debug equal Flash */
test = *(uint32_t *)0x1FFFFFF0U;
(void)test;
/* Deinit EIM module */
EIM_DRV_Deinit(INST_EIM_CONFIG_1);
/* Check error and get address which EIM injection error */
retValue = ERM_DRV_GetErrorDetail(INST_ERM_CONFIG_1, 0U, &addr);
rt_kprintf("erm status %s error addr is 0x%08x\n",\
retValue == ERM_EVENT_NONE ? "ERM_EVENT_NONE" :\
(retValue == ERM_EVENT_SINGLE_BIT ? "ERM_EVENT_SINGLE_BIT" :\
(retValue == ERM_EVENT_NON_CORRECTABLE ? "ERM_EVENT_NON_CORRECTABLE" : "ERM_EVENT_NONE")),\
addr);
return 0;
}
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(eim_double_bit, eim2 ,eim uncorrect test);

复制代码

输入eim2 命令验证：

从上面的log 可知，已经按照预期的触发了不可纠正ECC错误，对应的地址和上面的单bit 一场的地址是相同的原因对应的是中断向量表的地址。

/* 资料分割线 */

测试代码已上传至如下路径（https://gitee.com/andeyqi/rt-thread/tree/master/bsp/s32k14x）

S32K1xx ECC 错误处理.pdf (598.13 KB, 下载次数: 0)

[原创] 【S32K146 功能安全特性】EIM/ERM 功能验证

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