内存测试三步法

1、.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，是很容易出故障并且是很难debug检测出来的，而 Denx所针对DDR内存故障设计的检测方法是非常严谨，值得学习研究的。.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有意义，这样的流

2、程也利于分割定位问题。上面 testing sequence 框图将整个检测过程分成三大步，用三个虚线方框表示。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Denx设计的数据线检测算法还是很Tricky和精秒的，整个处理流程如下例子：如果是两根数据线，只需要写入并读出一个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，我们以 64 位地址线为例，能检测出奇偶位之间的数据错误。如果这个错误被排除，每两根数据线组成一组（这是理解下一个patter

3、n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0xaaaaaaaaaaaaaaaa，0xcccccccccccccccc，0xf0f0f0f0f0f0f0f0，0xff00ff00ff00ff00，0xffff0000ffff0000，0xffffffff00000000。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 pat

4、tern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

5、 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（flip/toggle）得到某个地址，从该地址取值，如果该值和基地址的值相等，则表示某一位地址线有问题。.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

6、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

7、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 NOR flash的内容到内存中，如cp.b 0x200800000x7fc0 20000 ，然后比较 cmp.b 0x20080000 0x7fc0 20000 。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。第一种方法是用特定的pattern去刷 DDR 的空闲空间，第二种和第三种方法可以说Pattern的

8、随机性更大一些。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st a t i c v o i d m o v e 6 4 ( u n si g n e d l o n g l o n g * s r c , u n s i g n e d l o n g l o n g * d es t )* d e s t =* sr c;/ *T h i s i s 6 4 b i tw i d e t e s t p a t t e r n s.N o t e t h a tt h e yr es i d e i n R O M*(

9、w h i ch p r e s u m a b l yw o r k s ) a n d t h e t es t s w r i t e t h e mt o R A Mw h i c h m a y* n o t w o r k.*T h e " o t h er p a t t er n " i s w r i t t e n t o d r i v e t h e d a t a b u s t o v a l u e s o t h er*t h a n t h e t e stp a t t e r n.T h i s i s f o rd e t e ct

10、i n gf l o a t i n g b u s l i n e s.*.* /co n s t s t a t i c u n s i g n e d l o n g l o n g p a t t e r n = 0 x a a a a a a a a a a a a a a a a U L L ,0 x cc c c c c c c c cc c c c c c U L L ,0 x f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 U L L ,0 x f f 0 0 f f 0 0 f f 0 0 f f 0 0 U L L ,0 x f f f f 0 0 0 0

11、 f f f f 0 0 0 0 U L L ,0 x f f f f f f f f 0 0 0 0 0 0 0 0 U L L ,0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 f f f f f f f f U L L ,0 x 0 0 0 0 f f f f 0 0 0 0 f f f f U L L ,0 x 0 0 f f 0 0 f f 0 0 f f 0 0 f f U L L ,0 x 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f U L L ,0 x 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 U L L ,0 x 5 5 5 5 5 5 5

12、5 5 5 5 5 5 5 5 5 U L L ;co n s t u n s i g n e d l o n g l o n g o t h e r p a t t e r n =0 x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f U L L ;/*数据线检测*/st a t i c i n tm e m o r y _ p o s t _ d a t a l i n e ( u n s i g n ed l o n g l o n g *p m em )u n s i g n e d l o n g l o n g t e m p 6 4 = 0 ;i n t n u

13、m _ p a t t e r n s =si z e o f ( p a t t e r n ) /s i ze o f ( p a t t e r n 0 ) ;i n t i ;u n s i g n e d i n th i , l o , p a t h i , p a t l o ;i n t r e t =0 ;f o r(i=0 ;i<n u m _ p a t t e r n s ;i + + )m o v e6 4 ( ( u n s i g n e d l o n g l o n g* ) & ( p a t t e r n i ) , p m e m +

14、+ ) ;/ * P u t ad i f f er e n tp a t t e r n o nt h e d a t a l i n e s :* m a y f l o a t l o n g e n o u g h t o r e a d b a ckw h a t* /o t h er w i s e t h e yw e w r o t e./ *预 防 f l o a t i n g b u s e s 错 误* /m o v e6 4 ( ( u n s i g n e d l o n g l o n g* ) & o t h e r p a t t e r n , p

15、 m e m - - ) ;m o v e6 4 ( p m e m , & t e m p 6 4 ) ;# i f d e f I N J E C T _ D A T A _ E R R O R St e m p 6 4 =0 x 0 0 0 0 8 0 0 0 ;# e n d i fi f ( t e m p 6 4 ! =p a t t e r n i )p a t h i= ( p a t t er n i > > 3 2 )&0 x f f f f f f f f ;.p a t l o =p a t t e r n i & 0 x f f f

16、 f f f f f ;h i= ( t e m p 6 4 > > 3 2 )&0 x f f f f f f f f ;l o =t e m p 6 4 & 0 x f f f f f f f f ;p o st _ l o g ( " M e m o r y ( d a t e l i n e ) e r r o r " w r o t e % 0 8 x % 0 8 x , r e a d % 0 8 x % 0 8 xp m e m , p a t h i , p a t l o , h i , l o ) ;r e t =- 1 ;a

17、 t% 0 8 x , "! n " ,r e t u r n r e t ;/*地址线检测*/st a t i c i n tm e m o r y _ p o s t _ a d d r l i n e( u l o n g * t e s t a d d r , u l o n g * b a s e, u l o n g s i z e )u l o n g * t a r g e t ;u l o n g * e n d ;u l o n g r e a d b a c k ;u l o n g x o r ;i n tr et=0 ;en d = ( u l o

18、 n g * ) ( ( u l o n g ) b a se + s i z e ) ; / *p o i n t e ra r i t h !* /x o r=0 ;f o r ( x o r=s i z eo f ( u l o n g ) ;x o r>0 ;x o r< < = 1 )/*对测试的地址的某一根地址线的值翻转*/t a r g e t=( u l o n g * ) ( ( u l o n g ) t e s t a d d rx o r ) ;i f ( ( t a r g e t > =b a s e)& &( t a r g

19、 et<e n d ) )/ *由 于 t a r g et 是 t e st a d d r 某 一 根 地 址 线 的 值 翻 转 得 来故 t es t a d d r ! =t a r g e t , 下 面 赋 值 操 作 后应 有 * t e s t a d d r! =* t a r g e t* /* t es t a d d r r e a d b a c k= * t a r g e t ;= * t a r g e t ;# i f d e f I N J E C T _ A D D R E S S _ E R R O R Si f ( x o r= = 0 x 0

20、 0 0 0 8 0 0 0 )r e a d b a c k =* t e s t a d d r ;# e n d i f/ *出 现 此 种 情 况 只 有 t e s t a d d r = = t a r g e t , 即 某 根 地 址 线 翻 转 无 效* /.i f ( r e a d b a ck= = * t es t a d d r )p o st _ l o g ( " M e m o r y( a d d r ess l i n e )er r o ra t% 0 8 x < - > % 0 8 x , "" X O R v

21、 a l u e %0 8 x !n " ,t e st a d d r , t a r g e t , x o r ) ;r e t =- 1 ;r e t u r n r e t ;st a t i c i n tm e m o r y _ p o s t _ t e st 1 ( u n s i g n e d l o n g st a r t ,u n si g n e d l o n g s i z e ,u n si g n e d l o n g v a l )u n s i g n e d l o n g i ;u l o n g * m em= ( u l o n

22、g * )st a r t ;u l o n g r e a d b a c k ;i n t r e t =0 ;f o r( i =0 ;i<s i z e /s i ze o f ( u l o n g ) ; i + + )m e m i =v a l ;i f ( i% 10 2 4 = = 0 )WATCH DOG_ RESET ();f o r( i =0 ;i<s i z e /s i ze o f ( u l o n g )& & r e t = =0 ;i + + )r e a d b a c k =m e m i ;i f ( r e a d

23、b a c k ! =v a l )p o st _ l o g ( " M e m o r yer r o ra t% 0 8 x , "" w r o t e % 0 8 x , r e a d % 0 8 x !n " ,m e m+i , v a l , r e a d b a c k ) ;r e t =- 1 ;b r e a k ;i f ( i% 10 2 4 = = 0 )WATCH DOG_ RESET ();r e t u r n r e t ;.st a t i c i n tm e m o r y _ p o s t _ t e

24、 st 2 ( u n s i g n e d l o n g s t a r t , u n s i g n e d l o n g si z e )u n s i g n e d l o n g i ;u l o n g * m em= ( u l o n g * )st a r t ;u l o n g r e a d b a c k ;i n t r e t =0 ;f o r( i =0 ;i<s i z e /s i ze o f ( u l o n g ) ; i + + )m e m i =1 < < ( i% 3 2 ) ;i f ( i% 10 2 4 =

25、 = 0 )WATCH DOG_ RESET ();f o r( i =0 ;i<s i z e /s i ze o f ( u l o n g )r e a d b a c k =m e m i ;i f ( r e a d b a c k ! = ( 1 < < ( i % 3 2 ) ) ) p o st _ l o g ( " M e m o r y er r o r a t % 0 8 x ," w r o t e % 0 8 x , r e a d % 0 8 x !n " ,m e m+i , 1 < <( i% 3 2

26、 ) , r e a d b a c k ) ;r e t =- 1 ;b r e a k ;i f ( i% 10 2 4 = = 0 )WATCH DOG_ RESET ();r e t u r n r e t ;& & r e t = =0 ;i + + )"st a t i c i n tm e m o r y _ p o s t _ t e st 3 ( u n s i g n e d l o n g s t a r t , u n s i g n e d l o n g si z e )u n s i g n e d l o n g i ;u l o n

27、g * m em= ( u l o n g * )st a r t ;u l o n g r e a d b a c k ;i n t r e t =0 ;f o r( i =0 ;i<s i z e /s i ze o f ( u l o n g ) ; i + + )m e m i =i ;i f ( i% 10 2 4 = = 0 )WATCH DOG_ RESET ();f o r( i =0 ;i<s i z e /s i ze o f ( u l o n g )& & r e t = =0 ;i + + ).r e a d b a c k =m e m

28、i ;i f ( r e a d b a c k ! =i )p o st _ l o g ( " M e m o r yer r o ra t% 0 8 x , "" w r o t e % 0 8 x , r e a d % 0 8 x !n " ,m e m+i , i , r e a d b a c k ) ;r e t =- 1 ;b r e a k ;i f ( i% 10 2 4 = = 0 )WATCH DOG_ RESET ();r e t u r n r e t ;st a t i c i n tm e m o r y _ p o s

29、 t _ t e st 4 ( u n s i g n e d l o n g s t a r t , u n s i g n e d l o n g si z e )u n s i g n e d l o n g i ;u l o n g * m em= ( u l o n g * )st a r t ;u l o n g r e a d b a c k ;i n t r e t =0 ;f o r( i =0 ;i<s i z e /s i ze o f ( u l o n g ) ; i + + )m e m i = i ;i f ( i% 10 2 4 = = 0 )WATCH

30、DOG_ RESET ();f o r( i =0 ;i<s i z e /s i ze o f ( u l o n g )& & r e t = =0 ;i + + )r e a d b a c k =m e m i ;i f ( r e a d b a c k ! = i )p o st _ l o g ( " M e m o r yer r o ra t% 0 8 x , "" w r o t e % 0 8 x , r e a d % 0 8 x !n " ,m e m+i , i , r e a d b a c k ) ;

31、r e t =- 1 ;b r e a k ;i f ( i% 10 2 4 = = 0 )WATCH DOG_ RESET ();r e t u r n r e t ;.st a t i c i n tm e m o r y _ p o s t _ t e st s ( u n s i g n e d l o n g st a r t , u n s i g n e d l o n g si ze )i n t r e t =0 ;i f ( r e t= =0 )r e t =m em o r y _ p o st _ d a t a l i n e ( ( u n s i g n e d l o n g l o n g * ) s t a r t ) ;WATCH DOG_ RESET ();i f ( r e t= =0 )r e t =m em o r y _ p o st _ a d d r l i n e ( ( u