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| -rw-r--r-- | doc/pitfalls.txt | 154 |
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diff --git a/doc/pitfalls.txt b/doc/pitfalls.txt new file mode 100644 index 0000000..a5ff673 --- /dev/null +++ b/doc/pitfalls.txt @@ -0,0 +1,154 @@ + === + [I] Setup del HPS y SDRAM + === + +Luego de agregar el HPS a Platform Designer hay que ejecutar un script Tcl para +que Quartus agarre la config correcta de impedancias y más magia. Si se +sintetiza sin más acción entonces pasa esto: + + Error (174068): Output buffer atom "platform:plat|platform_hps_0:hps_0|platform_hps_0_hps_io:hps_io|platform_hps_0_hps_io_border:border|hps_sdram:hps_sdram_inst|hps_sdram_p0:p0|hps_sdram_p0_acv_hard_memphy:umemphy|hps_sdram_p0_acv_hard_io_pads:uio_pads|hps_sdram_p0_altdqdqs:dq_ddio[0].ubidir_dq_dqs|altdq_dqs2_acv_connect_to_hard_phy_cyclonev:altdq_dqs2_inst|obuf_os_bar_0" has port "PARALLELTERMINATIONCONTROL[8]" connected, but does not use calibrated on-chip termination + +Foro: <https://community.intel.com/t5/Programmable-Devices/Build-HPS-Hardware/td-p/219711> + +Tools > Tcl Scripts. There navigate through your QSys project, synthesis > +submodules folders, and there you should find a script whose name ends with +pin_assignments.tcl . Select that script, run it and try and compile the +project again + +Nota: es *_pin_assignments.tcl y no ningún otro + + + === + [II] Emulación de Avalon + === + +Para las señales fuera del top que C++ escribe, por ejemplo en tb/platform.sv, +se necesita /*verilator public_flat_rw @(negedge clk_clk)*/ en vez de +/*verilator public*/ (la última igual se usa para señales que C++ lee). Poner +lo segundo en una señal `s` hace que `assign a = s;` no tenga ningún efecto, +lo cual es difícil de depurar. + +https://github.com/verilator/verilator/issues/2262 + + + === + [III] MSEL, uboot y fpga2sdram + === + +Solamente cambiar MSEL a 01010, convertir a rbf en Quartus y tratar de programar +desde uboot resulta en esto: + + SOCFPGA_CYCLONE5 # fpga load 0 ${fpgadata} ${fpgadatasize} + altera_load: Failed with error code -4 + +Hay que setear un modo en opciones de Quartus para que esto sirva. También puse +el MSEL en 00000 por si acaso. + +El manual dice que 00000 corresponde a FPPx16 + +https://community.intel.com/t5/FPGA-SoC-And-CPLD-Boards-And/Altera-Cyclone-V-development-board-FPGA-problem-error-code-4/m-p/103855 + +Ahora pasa una de cuatro cosas con `mw 0xFFC2505C 0xA` (apply en registro staticcfg): + + 1. Hard-lock + 2. Data abort + 3. Prefetch abort + 4. Como 1/10 veces parece servir + +Sin apply la flag de done se queda levantada por siempre al tocar memoria. + +Hice de cero varias partes del Platform en Platform Designer, también desactivé +MPU events en hps_0 y cambié el data width de fpga2sdram de 64 a 256 bits. Todo +sigue igual. + +Si omito la instrucción que toca applycfg algo sirve. Escribir ya sirve +(confirmado con dd if=/dev/mem en HPS). Leer crashea el HPS tal como predice +zangman. + +Shintel al rescate: + +https://www.intel.com/content/www/us/en/programmable/support/support-resources/knowledge-base/embedded/2016/how-and-when-can-i-enable-the-fpga2sdram-bridge-on-cyclone-v-soc.html?utm_source=Altera&utm_medium=newsletter&utm_campaign=FACTS&utm_content=NA_how_can_i_enable_KI_15_08_2016 + +Bug exacto: +https://forum.rocketboards.org/t/fpga-to-sdram-cyclone-v-can-write-but-cannot-read/2796 + +Errata: +https://support.criticallink.com/redmine/projects/mityarm-5cs/wiki/Important_Note_about_FPGAHPS_SDRAM_Bridge + +El problema parece ser uno de dos: +- Me faltan las señales de burst +- uboot está en RAM cuando se toca applycfg + +Para lo segundo, errata dice que: + +Altera has provided the capability to set the configuration bit in step three +with a macro command in their (and Critical Link's) u-Boot port. This is +accomplished by copying a small routine to on-chip RAM that disables caches and +asserts the APPLYCFG bit and then returns operation to the typical DDR space. + +No sé donde putas está esa macro, así que voy a escribir mi propia: + +Info sobre OCRAM (on-chip RAM): https://www.intel.com/content/www/us/en/programmable/hps/cyclone-v/hps.html#sfo1410068453374.html#sfo1410068453374 + +sdram_staticcfg_applycfg: + dmb + dsb + isb + mov r0, #0x505c + movt r0, #0xffc2 + mov r1, #0xa + str r1, [r0] + dmb + dsb + mov r0, #0 + bx lr + +Trivial. Esto solucionó todo. + + + === + [IV] Minimizando ciclos y evitando una Fmax asquerosa + === + +Para este punto ya tengo semi-pipeline ((pre)fetch, decode, exec con máquina de +estados multiciclo en exec), register file (duplicado para tener dos read +ports), ALU, shifter, branches, condiciones y todas las instrucciones de +procesamiento de datos. También simuladores de Avalon y VGA. + +En este momento necesitamos block memory real (no construida con lógica) para el +archivo de registros. El problema es que al ser memoria síncrona existe un ciclo +intermedio entre leer y recibir la lectura. Esto es absolutamente inaceptable. Hay +dos grandes dilemas: + + - La altsyncram no está calzando con el diseño + - La Fmax se está yendo directo al caño (antes iba por como 120MHz, hoy tocó + piso con ~30MHz), principalmente por culpa de esa memoria y también que el + shifter está en serie con la ALU. + +Traté de hacer un workaround con @(negedge clk) para operaciones de register +file. Esto arregla las cosas en Verilator pero reduce la Fmax a la mitad (!!!!) +en la cuarta esencia. Algunas Fmax: + + - ~30MHz con @(negedge clk) + - ~60MHz con @(posedge clk) (claramente no sirve pero da una idea) + - 75.57MHz si quito el shifter del todo + +También sospecho que es buena idea ponerle su propioo reloj a platform para que no +estorbe, pero para eso necesito un clock crossing bridge y una PLL. + +El operand forwarding también está destruyendo todo, luego del cambio del +shifter todos los top failling paths se nota que vienen de eso. Lo voy a +cambiar por stalls artificiales. Subió a 105MHz con esto. + +La limitante ahora parecen ser los bloques M10K de register file. Luego de +reacomodar la relación shifter-ALU (rediseño grande) hay Fmax = 102.99MHz con +el Slow 1100mV 0C Model. Reemplazando el register file con un registro dummy +obtengo 108.52MHz. Hay una ruta crítica entre cycles.pc y psr.flags. + +Principales causas identificadas: + + - Los M10K limitan a no más de 110MHz por alguna razón + - Lógica combinacional para seleccionar entre PC y file_rd_value + - Entradas combinacionales de ALU en cycles, esto llega hasta psr.flags + +Voy a seguir con esto después. |
