检测内存测试三步法

DDR内存子系统常见硬件错误及Uboot中检测流程在U-Boot中 Denx U-Boot的开发商针对常见的DDR内存故障进行了严格的检测处理下图描述了该检测处理过程的三个步骤检测数据线、地址线和DDR物理存储部件主要涉及这三个步骤的处理过程和方法对于DDR子系统是很容易

下面主要是相关的检测处理思路及问题

1、为什么先检测数据线

因为如果数据线是断开的那么一切无从谈起接下来是检测地址线只有数据线和地址线都通过检测内存的存储单元才

示。

2、数据线的连接错误

数据线的连接可能存在两种错误一种是被断开 另一种布线或生产造成互相短路。

3、如何检测数据线的连接错误

pattern=0b01 0b开头表示二进制数就能判断它们是否短路或断开。很明显大部分的嵌入式平台不止两根数据线我们

这是理解下一个pattern的关键 再用相同的办法检测每相邻两组之间是否有短路就得到第二个pattern就是0b110011001100. . . . . .依次类推 以4根数据线为一组 8根线为一组相继得到共6个pattern分别是

0x aaaaaaaaaaaaaaaa  0xcccccccccccccccc 0xf0f0f0f0f0f0f0f0

0xff 00 ff 00 ff 00ff 00 0xffff 0000ffff 0000 0xffffffff 00000000。只要相继写入并读出这6个pattern就能验证是否存在数据线交叉短路错误。

4、如何检测数据线与板上其它信号线交叉短路或断路

取以上6个pattern的反码 总共12个pattern就能检测到每一位都可以写入和读出0和1。

5、什么是floating buses错误

floating buses会“欺骗”测试软件如果测试软件写入并很快读出一个值的时候 写操作会给数据线上的电容充电 总线会短暂的保持它的状态。 当测试软件读操作时 总线会返回刚写入的值 即使实际上该数据线是断路的。

6、如何检测数据线的floating buses错误

检测floating buses错误的算法不复杂在写入和读回之间再插入一次对不同地址写入不同值的操作。例如 X写入X1位置,Y 写入Y1位置再从X1位置读出X值则表示floating buses错误不存在。

7、地址线的错误

如果地址线存在错误其症状是地址空间中的两个不同位置被映射到同一物理存储位置。更通俗地讲就是写一个位置却“改变”了另一个位置。

8、地址线的错误检测

地址线的错误检测相对简单其算法是

1 、将地址的值作为内容写入该地址处 汇编的表示方法是(addr)=addr。即将地址值写到地址对应的空间里这样确保每一个位置的内容不同。

2 、依次将内存基地址的某一根地址线的值翻转

值如果该值和基地这个算法的特点是每次只检测一根地址线方法简单有效。

9、存储单元的错误

以上数据线和地址线的检测都是检测布线或工厂生产的错误而存储单元的检测则是真正对DDR内存芯片的检测。 内存芯片的常见错误是bit-stuck简而言之就是让它是0 它偏为1让它为1 它偏为0检测方法也很简单就是用不同的pattern 去写尽可能所有的地址并读回比较。有一些常用的pattern如0x5555,0xAAAA等。

10、几个简单的检测DDR故障的方法

上面的DDR检测算法虽然全面但是耗时比较长 常常需要好几个小时在Uboot命令行下也有几个简单的命令可以检测常见内存故障如下所示

1 、 mtest addr lenth pattern

这个命令需要注意 DDR在Uboot启动后被映射到了0地址但是uboot的代码和堆、栈空间0x10000000处开始这些空间是不能被刷的否则就挂死了。

2 、复制NORflash的内容到内存中如cp.b 0x200800000x7fc020000然后比较cmp.b 0x200800000x7fc020000。

3 、下载kernel image到内存中 copy NOR flash或tftp都行然后调用iminfo LOAD_ADDR检测CRC错误。

当然最彻底的检测方法当然是长时间跑Linux系统上面的方法更适用于系统不稳定时定位错误。

内存检测方法程序示例static voidmove64(unsigned long long *src, unsigned long long *dest){

*dest = *src;

}

/*

* This is 64 bit wide testpatterns Note that theyreside in ROM

* (which presumably works) and the tests write them to RAM which may

* notwork

*

* The "otherpattern" is written to drive the data bus to values other

* than the testpattern This is for detecting floating bus lines

*

*/const static unsigned long long pattern[] = {

0x aaaaaaaaaaaaaaaa ULL,

0x cccccccccccccccc ULL,

0xf0f0f0f0f0f0f0f0ULL,

0xff00ff00ff00ff00ULL,

0xffff0000ffff0000ULL,

0xffffffff00000000ULL,

0x00000000ffffffffULL,

0x0000ffff0000ffffULL,

0x00ff00ff00ff00ffULL,

0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL,

0x 3333333333333333ULL,

0x 5555555555555555ULL

};const unsigned long long otherpattern = 0x0123456789abcdefULL;/*数据线检测*/static intmemory_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 differentpattern on the data lines: otherwise they

*mayfloat long enough to read backwhatwe wrote

*/

/*预防floating buses错误*/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;

}

/*地址线检测*/static intmemory_post_addrline(ulong *testaddr, ulong *base, ulong size){ulong *target;ulong *end;ulong readback;ulongxor;int ret = 0;end = (ulong *)((ulong)base + size);/* pointer arith! */xor = 0;for(xor = sizeof(ulong); xor > 0; xor <<= 1)

{

/*对测试的地址的某一根地址线的值翻转*/target = (ulong *)((ulong)testaddr ^ xor);if((target >= base)&& (target < end))

{

/*由于target是testaddr某一根地址线的值翻转得来

故testaddr != target,下面赋值操作后

应有*testaddr != *target */

*testaddr = ~*target;readback = *target;

#ifdef INJECT_ADDRESS_ERRORS if(xor == 0x00008000)

{readback = *testaddr;

}

#endif

/*出现此种情况只有testaddr == target,即某根地址线翻转无效*/if(readback == *testaddr)

{post_log ("Memory(address line) error at %08x<->%08x, "

"XOR value %08x ! \n",testaddr, target, xor);ret = -1;

}

}

}return ret;

}static intmemory_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 intmemory_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)