作者： Chris Yuan，来源：FPGA FAE技术分享选集
书接上文，前面我们介绍了IP核配置和调用的相关注意事项，现在我们基于Zynq7020实际上板看看调试的一些细节。
对于纯逻辑的器件，由于没有PS部分，所以只需要考虑PL部分ICAP权限共享的问题；对于SOC平台。我们知道PS也具有加载程序的能力，PS完成加载主要是通过PCAP完成；PCAP和ICAP只是接口，加载动作都是通过configuration logic；zynq在上电后boot过程，PS需要通过PCAP来完成对PL的编程，bootloader结束后，仍会默认保持对PCAP的控制权限；这样SEM的ICAP则无法接入configuration logic来完成初始化，所以如果我们只是按照纯逻辑器件例化SEM后正常启动，我们会发现SEM IP一直停留在initialization state：
图1 Zynq Configuration Logic框图为了解决以上问题，需要用户在Zynq完成启动后的初始化过程中，将寄存器PCAP_PR（addr: 0xF8007000, Bit 27，参考UG585）清零，将Configuration logic的访问权限交给ICAP。
参考图3，在初始化阶段增加以下代码，将PCAP_PR寄存器清除：
由于SEU是在正常环境下是一个极低概率事件，所以为了测试IP是否生效，所以需要进行错误注入，强制SEU错误发生；从而验证IP是否能正常检错、纠错。
错误注入有两种方式：1、通过error inject port进行注入，Error inject port可以是通过VIO输入或者通过外部pin输入，不同的输入方式需要在IP配置的时候选择对应的模式，否则注入无法生效。2、通过串口进行注入，串口注入是独立于方式1的，不论IP配置什么模式，都可以通过串口进行注入。
两种注入方式本质上是一样的，其实都是给IP发命令，只是接口的形式不一样，在讲具体的命令协议前，我们先梳理一下IP的几种工作状态，这样有助于我们去理解命令的内容。
上电之后自动进入initialization初始化，检查链路状态，如果OK，则进入Observation开始扫描；注入错误需先进入IDLE状态，再输入注入命令；注入完成后，SEM自动回到IDLE；再从IDLE发命令进入Observation开始扫描；找到错误后，SEM会自行修复；如果是遇到无法修复的错误，则SEM会进入IDLE，且将Status_uncorrectable置高，且无法再进入Observation。建议通过MON串口来进行命令控制，串口波特率9600，格式：8-N-1；
进入IDLE的命令：”I” ，输入单字符”I”；可进入IDLE；
进入Observation: “O”，输入单字符”O”；可进入Observation;
获取当前状态： “S” , 状态报告的内容可以参考图6;图5 命令演示
注入命令输入”N”+”Inject_address(10xHex)” ；这里是以7系列为例，所以是10位16进制数，其他系列器件可能会不一样，但是一样的是内容与Inject_address的内容一致，需要包括高4位的控制字。地址有两种模式：线性帧地址（Linear Frame address）和物理帧地址格式；线性帧地址需要将高2位置高，物理帧地址不用。图7 注入错误命令演示
图8 线性帧地址命令格式
当SEM发生状态切换，会输出对应的打印信息，信息以”SC”开头，具体内容如下:SEM从可纠错与不可纠错、必要错误和非必要错误排列组合分成4种错误类型；
参考图6，输入命令”I” , SEM 回复”SC 00”，表示进入IDLE状态；
输入命令”O” , SEM回复”SC 02”, 表示进入到Observation状态；SEM从可纠错与不可纠错、必要错误和非必要错误排列组合分成4种错误类型；
关于可纠错和不可纠错的定义可以参考图12，根据不同的模式的纠错能力，有一定区别； 必要错误和非必要错误其实很好理解，我们一个设计，可能只会用到50%的资源，那么被利用的50%如果发生错误，那么就是必要错误，是需要纠错的；如果是没有用到的空间发生错误，或者是无效空间，以及被MASK空间，就是属于一个非必要的错误，对于非必要错误，SEM不会处理，所以不会进入Correction状态。
图12 Correctable and Uncorrectable1. 上电启动，启动后通过串口打印如下信息，可以看到初始化成功，进入Observation状态；2. 进入IDLE状态
注入错误前，我们首先需要明确注入的有效地址范围，这个不同型号最大地址有所不同，获取最大地址的方法参考图6，通过”S”命令，所得到的MF，即是Max Frame 最大帧地址，这里使用的是7Z020，MF=0x01F0C; 我们取中间地址0x00F86进行注入；
可以看到输入注入命令后，先是打印SC 10，进入Injection状态，然后打印SC 00，自动回到IDLE状态；
注入后，需要进入Observation状态，IP才会开始扫描工作；输入”O”，回到Observation状态，打印SC 02；然后IP自己打印了扫描到的错误结果；可以看到位置以及错误类型；
同时我们也可以通过Vivado VIO看到essential拉高，与串口打印的FC 40相符。
参考文献：
1. PG036 《Soft Error Mitigation Controller v4.1 product guide》
2. UG585 《Zynq 7000 SoC Technical Reference Manual》
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