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針對(duì)常見的DDR內(nèi)存故障進(jìn)行了嚴(yán)格的檢測處理，下圖描述了該檢測處理過程的三個(gè)步驟：檢測數(shù)據(jù)線、地址線和DDR物理存儲(chǔ)部件，主要涉及這三個(gè)步驟的處理過程和方法。
下面主要是相關(guān)的檢測處理思路及問題：
1、為什么先檢測數(shù)據(jù)線？
因?yàn)槿绻麛?shù)據(jù)線是斷開的，那么一切無從談起！接下來是檢測地址線，只有數(shù)據(jù)線和地址線都通過，檢測內(nèi)存的存儲(chǔ)單元才有意義，這樣的流程也利于分割定位問題。上面testing sequence框圖將整個(gè)檢測過程分成三大步，用三個(gè)虛線方框表示。
2、數(shù)據(jù)線的連接錯(cuò)誤
數(shù)據(jù)線的連接可能存在兩種錯(cuò)誤，一種是被斷開，另一種布線或生產(chǎn)造成互相短路。
3、如何檢測數(shù)據(jù)線的連接錯(cuò)誤
Denx 設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)線檢測算法還是很Tricky和精秒的，整個(gè)處理流程如下例子：如果是兩根數(shù)據(jù)線，只需要寫入并讀出一個(gè)pattern=0b01（0b開頭表示二進(jìn)制數(shù)）就能判斷它們是否短路或斷開。很明顯，大部分的嵌入式平臺(tái)不止兩根數(shù)據(jù)線，我們以64位地址線為例，pattern= 0b101010101010101010.... 能檢測出奇偶位之間的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。如果這個(gè)錯(cuò)誤被排除，每兩根數(shù)據(jù)線組成一組（這是理解下一個(gè)pattern的關(guān)鍵），再用相同的辦法，檢測每相鄰兩組之間是否有短路，就得到第二個(gè)pattern，就是0b110011001100...... 依次類推，以4根數(shù)據(jù)線為一組，8根線為一組，相繼得到共6個(gè)pattern，分別是0xaaaaaaaaaaaaaaaa，0xcccccccccccccccc，0xf0f0f0f0f0f0f0f0，0xff00ff00ff00ff00，0xffff0000ffff0000，0xffffffff00000000。只要相繼寫入并讀出這6個(gè)pattern就能驗(yàn)證是否存在數(shù)據(jù)線交叉短路錯(cuò)誤。
4、如何檢測數(shù)據(jù)線與板上其它信號(hào)線交叉短路或斷路
取以上6個(gè)pattern的反碼，總共12個(gè)pattern就能檢測到每一位都可以寫入和讀出0和1。
5、什么是floating buses錯(cuò)誤
floating buses會(huì)“欺騙”測試軟件，如果測試軟件寫入并很快讀出一個(gè)值的時(shí)候，寫操作會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)線上的電容充電，總線會(huì)短暫的保持它的狀態(tài)。當(dāng)測試軟件進(jìn)行讀操作時(shí)，總線會(huì)返回剛寫入的值，即使實(shí)際上該數(shù)據(jù)線是斷路的。
6、如何檢測數(shù)據(jù)線的floating buses錯(cuò)誤
檢測floating buses錯(cuò)誤的算法不復(fù)雜，在寫入和讀回之間再插入一次對(duì)不同地址寫入不同值的操作。例如，a寫入A位置,b寫入B位置，再從A位置讀出a值則表示floating buses錯(cuò)誤不存在。
7、地址線的錯(cuò)誤
如果地址線存在錯(cuò)誤，其癥狀是地址空間中的兩個(gè)不同位置被映射到同一物理存儲(chǔ)位置。更通俗地講，就是寫一個(gè)位置卻“改變”了另一個(gè)位置。
8、地址線的錯(cuò)誤檢測
地址線的錯(cuò)誤檢測相對(duì)簡單，其算法是：
1）將地址的值作為內(nèi)容寫入該地址處，匯編的表示方法是*addr = addr。即將地址值寫到地址對(duì)應(yīng)的空間里，這樣確保每一個(gè)位置的內(nèi)容不同。
2）依次將內(nèi)存基地址的某一根地址線的值翻轉(zhuǎn)（flip/toggle）得到某個(gè)地址，從該地址取值，如果該值和基地址的值相等，則表示某一位地址線有問題。
這個(gè)算法的特點(diǎn)是每次只檢測一根地址線，方法簡單有效。
9、存儲(chǔ)單元的錯(cuò)誤
以上數(shù)據(jù)線和地址線的檢測都是檢測布線或工廠生產(chǎn)的錯(cuò)誤，而存儲(chǔ)單元的檢測則是真正對(duì)DDR內(nèi)存芯片的檢測。內(nèi)存芯片的常見錯(cuò)誤是bit-stuck，簡而言之，就是讓它是0，它偏為1，讓它為1，它偏為0，檢測方法也很簡單，就是用不同的pattern去寫盡可能所有的地址并讀回比較。有一些常用的pattern如0x5555,0xAAAA等。
10、幾個(gè)簡單的檢測DDR故障的方法
上面的DDR檢測算法，雖然全面，但是耗時(shí)比較長，常常需要好幾個(gè)小時(shí)，在Uboot命令行下也有幾個(gè)簡單的命令可以檢測常見內(nèi)存故障，如下所示：
1）mtest addr lenth pattern
這個(gè)命令需要注意，DDR在Uboot啟動(dòng)后被映射到了0地址，但是uboot的代碼和堆、棧空間0x10000000處開始，這些空間是不能被刷的，否則就掛死了。
2）復(fù)制NOR flash的內(nèi)容到內(nèi)存中，如cp.b 0x20080000 0x7fc0 20000，然后比較cmp.b 0x20080000 0x7fc0 20000。
3）下載kernel image到內(nèi)存中，copy NOR flash 或tftp都行，然后調(diào)用iminfo LOAD_ADDR 檢測CRC錯(cuò)誤。
第一種方法是用特定的pattern去刷DDR的空閑空間，第二種和第三種方法可以說Pattern的隨機(jī)性更大一些。
當(dāng)然最徹底的檢測方法當(dāng)然是長時(shí)間跑Linux系統(tǒng)，上面的方法更適用于系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)定位錯(cuò)誤。
具體代碼實(shí)現(xiàn)如下：
static void move64(unsigned long long *src, unsigned long long *dest)
{
*dest = *src;
}
/*
* This is 64 bit wide test patterns. Note that they reside in ROM
* (which presumably works) and the tests write them to RAM which may
* not work.
*
* The "otherpattern" is written to drive the data bus to values other
* than the test pattern. This is for detecting floating bus lines.
*
*/
const static unsigned long long pattern[] = {
0xaaaaaaaaaaaaaaaaULL,
0xccccccccccccccccULL,
0xf0f0f0f0f0f0f0f0ULL,
0xff00ff00ff00ff00ULL,
0xffff0000ffff0000ULL,
0xffffffff00000000ULL,
0x00000000ffffffffULL,
0x0000ffff0000ffffULL,
0x00ff00ff00ff00ffULL,
0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL,
0x3333333333333333ULL,
0x5555555555555555ULL
};
const unsigned long long otherpattern = 0x0123456789abcdefULL;
/* 數(shù)據(jù)線檢測 */
static int memory_post_dataline(unsigned long long * pmem)
{
unsigned long long temp64 = 0;
int num_patterns = sizeof(pattern)/ sizeof(pattern[0]);
int i;
unsigned int hi, lo, pathi, patlo;
int ret = 0;
for ( i = 0; i < num_patterns; i++)
{
move64((unsigned long long *)&(pattern[i]), pmem++);
/*
* Put a different pattern on the data lines: otherwise they
* may float long enough to read back what we wrote.
*/
/* 預(yù)防floating buses錯(cuò)誤 */
move64((unsigned long long *)&otherpattern, pmem--);
move64(pmem, &temp64);
#ifdef INJECT_DATA_ERRORS
temp64 ^= 0x00008000;
#endif
if (temp64 != pattern[i])
{
pathi = (pattern[i]>>32) & 0xffffffff;
patlo = pattern[i] & 0xffffffff;
hi = (temp64>>32) & 0xffffffff;
lo = temp64 & 0xffffffff;
post_log ("Memory (date line) error at %08x, "
"wrote %08x%08x, read %08x%08x !\n",
pmem, pathi, patlo, hi, lo);
ret = -1;
}
}
return ret;
}
/* 地址線檢測 */
static int memory_post_addrline(ulong *testaddr, ulong *base, ulong size)
{
ulong *target;
ulong *end;
ulong readback;
ulong xor;
int ret = 0;
end = (ulong *)((ulong)base + size);/* pointer arith! */
xor = 0;
for(xor = sizeof(ulong); xor > 0; xor <<= 1)
{
/* 對(duì)測試的地址的某一根地址線的值翻轉(zhuǎn) */
target = (ulong *)((ulong)testaddr ^ xor);
if((target >= base) && (target < end))
{
/* 由于target是testaddr某一根地址線的值翻轉(zhuǎn)得來
故testaddr != target,下面賦值操作后
應(yīng)有*testaddr != *target */
*testaddr = ~*target;
readback = *target;
#ifdef INJECT_ADDRESS_ERRORS
if(xor == 0x00008000)
{
readback = *testaddr;
}
#endif
/* 出現(xiàn)此種情況只有testaddr == target,即某根地址線翻轉(zhuǎn)無效 */
if(readback == *testaddr)
{
post_log ("Memory (address line) error at %08x<->%08x, "
"XOR value %08x !\n",
testaddr, target, xor);
ret = -1;
}
}
}
return ret;
}
static int memory_post_test1 (unsigned long start,
unsigned long size,
unsigned long val)
{
unsigned long i;
ulong *mem = (ulong *) start;
ulong readback;
int ret = 0;
for (i = 0; i < size / sizeof (ulong); i++) {
mem[i] = val;
if (i % 1024 == 0)
WATCHDOG_RESET ();
}
for (i = 0; i < size / sizeof (ulong) && ret == 0; i++) {
readback = mem[i];
if (readback != val) {
post_log ("Memory error at %08x, "
"wrote %08x, read %08x !\n",
mem + i, val, readback);
ret = -1;
break;
}
if (i % 1024 == 0)
WATCHDOG_RESET ();
}
return ret;
}
static int memory_post_test2 (unsigned long start, unsigned long size)
{
unsigned long i;
ulong *mem = (ulong *) start;
ulong readback;
int ret = 0;
for (i = 0; i < size / sizeof (ulong); i++) {
mem[i] = 1 << (i % 32);
if (i % 1024 == 0)
WATCHDOG_RESET ();
}
for (i = 0; i < size / sizeof (ulong) && ret == 0; i++) {
readback = mem[i];
if (readback != (1 << (i % 32))) {
post_log ("Memory error at %08x, "
"wrote %08x, read %08x !\n",
mem + i, 1 << (i % 32), readback);
ret = -1;
break;
}
if (i % 1024 == 0)
WATCHDOG_RESET ();
}
return ret;
}
static int memory_post_test3 (unsigned long start, unsigned long size)
{
unsigned long i;
ulong *mem = (ulong *) start;
ulong readback;
int ret = 0;
for (i = 0; i < size / sizeof (ulong); i++) {
mem[i] = i;
if (i % 1024 == 0)
WATCHDOG_RESET ();
}
for (i = 0; i < size / sizeof (ulong) && ret == 0; i++) {
readback = mem[i];
if (readback != i) {
post_log ("Memory error at %08x, "
"wrote %08x, read %08x !\n",
mem + i, i, readback);
ret = -1;
break;
}
if (i % 1024 == 0)
WATCHDOG_RESET ();
}
return ret;
}
static int memory_post_test4 (unsigned long start, unsigned long size)
{
unsigned long i;
ulong *mem = (ulong *) start;
ulong readback;
int ret = 0;
for (i = 0; i < size / sizeof (ulong); i++) {
mem[i] = ~i;
if (i % 1024 == 0)
WATCHDOG_RESET ();
}
for (i = 0; i < size / sizeof (ulong) && ret == 0; i++) {
readback = mem[i];
if (readback != ~i) {
post_log ("Memory error at %08x, "
"wrote %08x, read %08x !\n",
mem + i, ~i, readback);
ret = -1;
break;
}
if (i % 1024 == 0)
WATCHDOG_RESET ();
}
return ret;
}
static int memory_post_tests (unsigned long start, unsigned long size)
{
int ret = 0;
if (ret == 0)
ret = memory_post_dataline ((unsigned long long *)start);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_addrline ((ulong *)start, (ulong *)start, size);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_addrline ((ulong *)(start + size - 8),
(ulong *)start, size);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_test1 (start, size, 0x00000000);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_test1 (start, size, 0xffffffff);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_test1 (start, size, 0x55555555);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_test1 (start, size, 0xaaaaaaaa);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_test2 (start, size);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_test3 (start, size);
WATCHDOG_RESET ();
if (ret == 0)
ret = memory_post_test4 (start, size);
WATCHDOG_RESET ();
return ret;
}
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