Keystone I以太網(wǎng)子系統調試手冊

摘要

Keystone I系列芯片(C6670，C6671，C6672，C6674，C6678， TCI6614)的以太網(wǎng)子系統可以劃分為三個(gè)功能實(shí)體：內部Switch(SGMII Serdes/SGMII/EMAC/CPSW)，PA(包加速器)，SA(安全加速器)。該子系統因為包含的子模塊多，相對較為復雜，相關(guān)的四本用戶(hù)手冊?xún)热萁M織并不是很容易理解，不少用戶(hù)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中都遇到了一些技術(shù)難題。本手冊總結實(shí)際應用中遇到的部分典型的技術(shù)問(wèn)題和各種問(wèn)題的調試方法，同時(shí)也提供以太網(wǎng)子系統的各種實(shí)用配置和建議。對于具備基本Keystone I以太網(wǎng)知識的用戶(hù)，本手冊可以作為用戶(hù)手冊的有力補充。期望讀者在初步閱讀user guide和具備基本的PA LLD/SA LLD開(kāi)發(fā)經(jīng)驗以后再查閱本文。

1.以太網(wǎng)子系統說(shuō)明

圖1 以太網(wǎng)子系統框圖

在用戶(hù)手冊中，以太網(wǎng)子系統可以稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )協(xié)處理器子系統(NETCP)，其主要構成模塊有：

1.以太網(wǎng)交換部分

主要模塊有Serdes，SGMII， EMAC，三端口交換機等

2.包加速器

主要模塊有6個(gè)PDSP，3個(gè)一級的查找表，1個(gè)二級的查找表，對應的Packet DMA等

3.安全加速器

主要模塊有2個(gè)PDSP，加解密和鑒權引擎等

注意：

以太網(wǎng)子系統的整個(gè)初始化過(guò)程，一般推薦采用從內到外的次序：

PA PAKET DMA->PA PDSP->3 port switch/CPSW->EMAC->SGMII->SGMII Serdes

2.SGMII

2.1 SGMII SerDes配置

Serdes的配置主要與供給的Serdes時(shí)鐘相關(guān)，下面給出一個(gè)對應不同時(shí)鐘頻率的配置示例：

312.5MHz->SGMII PLL Configuration Register 0x41，

250MHz-> SGMII PLL Configuration Register 0x51，

156.25MHz-> SGMII PLL Configuration Register 0x81

配置完畢以后，請注意檢查SGMII SerDes Status Register(SGMII_SERDES_STS)的最低Lock 位是否為1。

2.2 SGMII與PHY的連接

當SGMII與PHY連接的時(shí)候，SGMII一定是Slave模式，一般情況下同時(shí)使能自協(xié)商。

2.3 SGMII與Switch的連接

對于支持SGMII標準的外部switch與Keystone I芯片連接的時(shí)候，可以一端配置為master，另一端配置為slave，同時(shí)使能自協(xié)商模式。但是對于只支持1000BASE-X的switch與Keystone I芯片連接的時(shí)候，應該將兩端都設置為master模式，并禁止自協(xié)商，強制為1000M全雙工。

2.4 MDIO接口與PHY的控制

通過(guò)MDIO控制寄存器MDIO_CONTROL可以對外接的PHY進(jìn)行控制，按照用戶(hù)手冊的建議配置到2.5MHz。需要注意的是：

1.MDIO模塊初始化后，應該先通過(guò)MDIO讀取PHY的ID寄存器，確認該連接是否正常。

2.讀取MDIO模塊的PHY Alive Status Register(ALIVE)獲取PHY ID(注意PHY ID是0~31)

3.將第二步讀到的PHY ID作為PHY address寫(xiě)到MDIO User Access Register 0 (USERACCESS0)或者M(jìn)DIO User Access Register 1(USERACCESS1)中訪(fǎng)問(wèn)對應的PHY寄存器

2.5 1000M半雙工的問(wèn)題說(shuō)明

Keystone I不支持1000M半雙工的應用，當外接的PHY或者是switch支持1000M半雙工時(shí)，可能會(huì )對keystone I的網(wǎng)絡(luò )功能造成影響。特別是當某些PHY在復位過(guò)程中，可能會(huì )發(fā)起1000M半雙工的請求，這種情況下，請在系統上電初始化時(shí)先通過(guò)MDIO接口關(guān)閉PHY的1000M半雙工協(xié)商能力。

3.EMAC

3.1 VLAN aware模式和VLAN unaware模式

1.VLAN unaware模式下所有的包不會(huì )被改變

2.VLAN aware模式的配置步驟：

A.配置GbE switch Control寄存器(CPSW_CONTROL)的VLAN_AWARE比特

B.配置ALE Control寄存器(ALE_CONTROL)的ALE_VLAN_AWARE比特

C.配置P0_PORT_VLAN，P1_PORT_VLAN和P2_PORT_VLAN寄存器

3.VLAN aware模式對不同包的不同策略:

A.對于untagged包，插入端口所配置的VLAN頭

B.對于priority tagged包，根據CPSW_CONTROL中的 P0_PASS_PRI_TAGGED/P1_PASS_PRI_TAGGED/P2_PASS_PRI_TAGGED配置，如果該位為 0(default)，則該端口上收到的priority tagged包中的VLAN ID會(huì )被替換為該端口配置的VLAN ID。

C.對于VLAN tagged包，包中的VLAN優(yōu)先級會(huì )被替換為該端口配置的VLAN優(yōu)先級，VLAN ID 不變。

3.2 EMAC的復位

EMAC模塊提供了一個(gè)軟復位的寄存器，一般情況下在芯片上電復位啟動(dòng)后，不建議使用該寄存器對EMAC模塊做單獨的復位操作，該復位操作后可能會(huì )引起以太網(wǎng)包收發(fā)異常，請謹慎使用。

3.3 MAC地址的說(shuō)明

對于Keystone I的芯片來(lái)說(shuō)，一般可以配置3個(gè)MAC地址。以C6678為例，

MACID1(0x02620110)和MACID2(0x02600114)

該MAC地址是出廠(chǎng)時(shí)，TI寫(xiě)到芯片的Efuse里的，類(lèi)似于一個(gè)芯片ID，只讀不可修改。如果芯片選擇以太網(wǎng)boot方式，芯片會(huì )以該地址發(fā)出bootp的報文(Ethernet ready announcement)

MAC1_SA_LO(0x2090870)和MAC1_SA_HI(0x2090874)

MAC2_SA_LO(0x20908A0)和MAC2_SA_HI(0x20908A4)

以上兩個(gè)MAC地址是分別配置給兩個(gè)EMAC端口的，但該地址的作用僅限于使能以太網(wǎng)Rx流控以后，封裝發(fā)到網(wǎng)絡(luò )上的流控幀，并不按MAC地址過(guò)濾以太網(wǎng)包。

因為Keystone芯片有包加速器(PA)，MAC地址的過(guò)濾應該由配置PA來(lái)完成，所以可以認為Keystone I的EMAC模塊工作在混雜模式(Promiscuous mode)。換句話(huà)講，所有的報文都會(huì )接收并到PA進(jìn)行過(guò)濾，從業(yè)務(wù)層面，對于一顆Keystone I的芯片理論上最大可以配置64個(gè)MAC地址(LUT1-0有64個(gè)表項)。

4.CPSW

4.1 ALE模塊的注意事項

4.1.1 MAC地址的老化問(wèn)題

因為ALE只有1K個(gè)表項，且硬件沒(méi)有提供內部的timer來(lái)自動(dòng)維護一個(gè)老化周期，所以應用程序需要自己維護一個(gè)timer。Time第一次超時(shí)，應用程序對ALE_CONTROL寄存器的AGE_OUT_NOW比特置位，會(huì )導致所有ageable的ALE Entry被設置為untouched;第二次timer超時(shí)，再次設置ALE_CONTROL寄存器的AGE_OUT_NOW比特，在兩次超時(shí)之間仍保持為 untouched的表項將會(huì )被清除。如果在兩次超時(shí)之間，有包交換并重新touched的表項將會(huì )被保留。

4.1.2 ALE Bypass

設置ALE bypass只是表明從網(wǎng)絡(luò )外發(fā)到芯片的包，將不會(huì )通過(guò)查找ALE再交換，而是無(wú)條件發(fā)送到HOST port。而從HOST port發(fā)送到外部的網(wǎng)絡(luò )的包仍然要通過(guò)ALE交換。

4.1.3 未知的單播，多播，廣播包

1.在某一個(gè)端口收到的，ALE中無(wú)法匹配的多播和廣播包會(huì )被廣播到另兩個(gè)端口。

2.在HOST端口收到的，ALE中無(wú)法匹配的單播包，會(huì )被發(fā)送到兩個(gè)SGMII端口。

3.在某SGMII端口收到的，ALE中無(wú)法匹配的單播包，只會(huì )被發(fā)送另一個(gè)SGMII端口。

4.2以太網(wǎng)子系統環(huán)回配置及其應用

圖2 以太網(wǎng)子系統環(huán)回

以太網(wǎng)子系統提供如圖的SGMII Serdes環(huán)回，SGMII digital環(huán)回，CPSW FIFO環(huán)回。

注意環(huán)回的方向，SerDes環(huán)回，SGMII digital環(huán)回和CPSW FIFO環(huán)回都有內環(huán)的功能，也就是芯片內的CPU(包括DSP core，ARM core)向外發(fā)的包會(huì )被環(huán)回到芯片。因為發(fā)生環(huán)回的節點(diǎn)不一樣，所以可以利用這幾種環(huán)回來(lái)定位以太網(wǎng)配置問(wèn)題。示例：

1.CPSWFIFO環(huán)回成功，而Serdes環(huán)回和digital環(huán)回失敗，基本可以判定EMAC/SGMII配置有問(wèn)題

2.CPSWFIFO環(huán)回和digital環(huán)回成功，而Serdes環(huán)回失敗，基本可以判定SGMII Serdes配置有問(wèn)題

3.CPSWFIFO環(huán)回，digital環(huán)回和CPSW FIFO環(huán)回都成功，說(shuō)明CPSW以下層的配置在基本是正確的

CPSW FIFO環(huán)回還包含了外環(huán)的功能，也就是從外部網(wǎng)絡(luò )(PHY/Switch)進(jìn)入芯片的包會(huì )被環(huán)回到外部網(wǎng)絡(luò )，芯片內的CPU core將無(wú)法收到這些包。這個(gè)功能可以用以判定 PHY/switch與keystone I的連接配置是否正確。注意CPSW FIFO環(huán)回只能用于debug，使能以后不能動(dòng)態(tài)的去使能，也就是說(shuō)使能以后若想恢復正常狀態(tài)，必須對整個(gè)SoC下電，重新上電復位。

4.3 以太網(wǎng)流控

Rx流控的意義是CPSW檢測到FIFO超過(guò)一定的門(mén)限以后，該端口主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò )外發(fā)出以太網(wǎng)流控幀。該流控幀的發(fā)送量是30pps。

Tx流控的意義是CPSW檢測到網(wǎng)絡(luò )對端發(fā)出的流控幀，報告給HOST(DSP/ARM)，由HOST軟件來(lái)裁決減少發(fā)送的網(wǎng)絡(luò )流量。

需要注意的是，如果Rx FIFO的占用情況一直滿(mǎn)足Rx 流控的檢測條件，Rx flow control 幀會(huì )不斷的發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )上，這種情況多出現在上層軟件或者PA/SA出現某種異常的場(chǎng)景下。

4.4 CPSW的統計寄存器

1.寄存器實(shí)際都是R/W屬性，比如當你讀到一個(gè)寄存器的值為0x80，回寫(xiě)大于0x80的數字，會(huì )導致該寄存器的值清0。實(shí)際對該組寄存器的寫(xiě)操作是減法關(guān)系，如果該寄存器正在動(dòng)態(tài)變化中，對它進(jìn)行寫(xiě)操作并不會(huì )導致統計值的丟失。比如當你讀到一個(gè)寄存器的值為0x80，回寫(xiě)0x80的時(shí)刻該寄存器實(shí)際的值已經(jīng)變?yōu)?x90(因為該時(shí)刻有包的收發(fā))，則此時(shí)寫(xiě)0x80的結果是該寄存器的值變?yōu)?x90-0x80=0x10。

2.CPSW的統計寄存器有兩組，其中STATA是對應于HOST port，STATB是兩個(gè)SGMII port的和

3.對于統計寄存器中的Rx，Tx分別都是站在CPSW模塊的角度統計的結果，換句話(huà)說(shuō)，統計STATA中的Rx表示的是HOST port從DSP/ARM cores收進(jìn)CPSW的包，Tx表示的是從HOST port 發(fā)出CPSW到DSP/ARM core的包;而統計STATB中的Rx表示的是兩個(gè)SGMII端口從網(wǎng)絡(luò )收進(jìn)來(lái)的包，Tx表示的是從兩個(gè)SGMII端口發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò )的包。

簡(jiǎn)單的示例：

1)如果一個(gè)包從網(wǎng)絡(luò )外發(fā)送到Keystone I芯片，DSP/ARM core沒(méi)有收到

A.檢查STATB的Rx寄存器

B.檢查STATA的TX寄存器

2)如果一個(gè)包從DSP/ARM core發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )外，網(wǎng)絡(luò )上沒(méi)有收到

A.檢查STATA的Rx寄存器

B.檢查STATB的TX寄存器

4.一般情況下RXSOFOVERRUNS/RXMOFOVERRUNS/ XDMAOVERRUNS寄存器都為0，在某些特定條件下，如以太網(wǎng)子系統reset過(guò)程中收到包，這些寄存器出現較小的值且不增加是正常的。但如果這些寄存器出現不斷增加且收包流量并不大，這種情況一般說(shuō)明以太網(wǎng)收包異常，通常異常是由于收包的軟件模塊異?；蛘逷A子系統異常造成的。

4.5 802.1P VLAN QoS的配置

圖3 CPSW FIFO示意圖

每個(gè)CPSW EMAC端口都有收發(fā)的FIFO，收發(fā)的總memory數為20個(gè)4K block。Rx/Tx的收發(fā)block數可以通過(guò)P1_MAX_BLKS和P2_MAX_BLKS寄存器配置。其中Tx FIFO分為四個(gè)優(yōu)先級隊列(priority queue)，優(yōu)先級0到3，其中3的優(yōu)先級最高。配置過(guò)程為：

1.配置packet priority to header packet priority mapping register(P0_RX_PRI_MAP 和兩個(gè)EMAC的MAC_RX_PRI_MAP)，將實(shí)際的VLAN包的8個(gè)優(yōu)先級映射到芯片內部包頭的優(yōu)先級

2.配置header priority to switch priority mapping register(P1_TX_PRI_MAP和P2_TX_PRI_MAP)，將內部包頭的優(yōu)先級映射到4個(gè)優(yōu)先級隊列

注意：

a.對于untagged VLAN包，映射所要用的VLAN優(yōu)先級將使用端口的VLAN優(yōu)先級。在P0_PORT_VLAN，P1_PORT_VLAN和P2_PORT_VLAN寄存器中配置

b.當只使用0~3四個(gè)優(yōu)先級隊列中的部分時(shí)，必須從優(yōu)先級最高的隊列3開(kāi)始分配。比如只使用兩個(gè)隊列，則應該用3和2。

c. 端口0代表HOST port，端口0收到的包都會(huì )通過(guò)ALE交換后從兩個(gè)EMAC端口發(fā)送出去，所以端口0只需要配置packet priority to header packet priority mapping register，而沒(méi)有header priority to switch priority mapping register。

下面是三個(gè)VLAN映射的示例：

5.PA

5.1 PA PLL配置

根據data sheet(參考SPRS671D TMS320TCI6614 Data Manual Figure 8-25 PASS PLL Block Diagram)，PA子系統的時(shí)鐘可以選擇兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)是PASS PLLOUT，另一個(gè)是從SYSCLK1固定的三分頻。當芯片的主頻配置為1GHz時(shí)，如果選擇SYSCLK1，則PA子系統工作頻率是333MHz，可以選擇PASS PLLOUT方式，通過(guò)PA PLL配置子系統工作于350MHz。但是對于主頻為1.2GHz的芯片，只能選擇PASS PLLOUT方式，通過(guò)PA PLL配置子系統工作于350MHz，不能支持SYSCLK1三分頻到400MHz。

5.2 PA的Packet DMA模塊

1.PA的packet DMA模塊有9個(gè)Tx通道和24個(gè)Rx channel，注意這些通道在硬件上都有固定的映射關(guān)系，請在使能PA子系統的時(shí)候，使能所有的通道。

2.PA的packet DMA模塊有32個(gè)Rx flow。實(shí)際應用中經(jīng)常見(jiàn)到做法是所有用到Rx Flow/FDQ 的地方都配置同一個(gè)Rx Flow/FDQ，這樣的做法雖然最簡(jiǎn)單，但是一旦出現問(wèn)題則很容易導致該FDQ的描述符迅速耗盡，而且很難定位導致問(wèn)題的點(diǎn)。

3.一般來(lái)說(shuō)在PA與其他的硬件模塊(特別是SA)數據交互過(guò)程都非常的快，而PA將分類(lèi)好的數據交給HOST queue，因為有軟件的處理所以較慢。故而推薦分開(kāi)靈活配置不同的Rx Flow(FDQ): 硬件模塊交互間的FDQ一般包含16個(gè)描述符/buffer就足夠了，而最后到HOST queue的Rx Flow/FDQ可以根據實(shí)際軟件的處理速度來(lái)配置更多的個(gè)描述符/buffer。

4.分開(kāi)配置不同的Rx Flow/FDQ帶來(lái)的另一個(gè)好處是，配置到HOST queue的RX flow/FDQ 里的描述符耗盡，也不會(huì )影響到硬件的處理。而且因為FDQ根據不同的功能和包處理流程做了不同的配置，在定位某些網(wǎng)絡(luò )處理問(wèn)題的時(shí)候更加容易。比如在某一個(gè)FDQ里的描述符用盡時(shí)，基本可以確定是該級的相關(guān)模塊處理的問(wèn)題，更容易縮小問(wèn)題定位的范圍。

下面是兩個(gè)的配置實(shí)例：

IPSec ESP隧道模式

1.當PDSP1根據IPSec ESP的SPI將包分類(lèi)并路由到SA的時(shí)候，將需要一個(gè)Rx Flow的配置(在LUT1-1的配置)，假定配置為Rx Flow No.1(FDQ No.1000，包含空閑描述符/buffer 16 個(gè))。

2.當SA對IPSec ESP報文解密完畢，并送到PDSP2做內層IP分類(lèi)的時(shí)候，配置Rx Flow No.2 (FDQ No.1001，包含空閑描述符/buffer 16個(gè)) 。

3.當PDSP3做完L4/L5分類(lèi)以后，將包送到HOST queue時(shí)配置Rx Flow No.3(FDQ No.1002，包含空閑描述符/buffer 8K個(gè))。

IPSec AH+ESP隧道模式

1.當PDSP1根據IPSec AH的SPI將包分類(lèi)并路由到SA的時(shí)候，將需要一個(gè)Rx Flow的配置(在LUT1-1的配置)，假定配置為Rx Flow No.1(FDQ No.1000，包含空閑描述符/buffer 16個(gè)) 。

2.當SA對IPSec AH報文鑒權校驗完畢，并送回PDSP1做IPSec ESP SPI分類(lèi)的時(shí)候，配置Rx Flow No.4(FDQ No.1003，包含空閑描述符/buffer 16個(gè))。

3.當PDSP1根據IPSec ESP的SPI將包分類(lèi)并路由到SA的時(shí)候，配置Rx Flow No.1(FDQ No.1000，包含空閑描述符/buffer 16個(gè))。

4.當SA對IPSec ESP報文解密完畢，并送到PDSP2做內層IP分類(lèi)的時(shí)候，配置Rx Flow No.2 (FDQ No.1001，包含空閑描述符/buffer 16個(gè))。

5.當PDSP3做完L4/L5分類(lèi)以后，將包送到HOST queue時(shí)配置Rx Flow No.3 (FDQ No.1002，包含空閑描述符/buffer 8K個(gè))。

為了更好的定位在開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題，比如丟包，packet DMA隊列卡死，描述符丟失等等，推薦在應用軟件側做一些描述符的輔助定位手段：

1.當描述符初始化以后，記錄下所有的描述符首指針。

2.查詢(xún)/掃描PA Packet DMA Tx隊列No. 640~648中描述符個(gè)數

3.當發(fā)現隊列No. 640~648隊列中有包擁塞時(shí)(正常情況下該隊列中的描述符個(gè)數不會(huì )超過(guò)64個(gè))，停止包的收發(fā)

4.將在步驟1記錄的描述符地址與FDQ殘留的和隊列No. 640~648隊列中擁塞的做比較

5.發(fā)現丟失的描述符，并檢查其內容，特別是檢查是否有描述符的packet length超過(guò)其鏈接的所有分片的buffer length總和的情況

5.3 PA Bypass

芯片可以配置為bypass整個(gè)PA子系統。PA bypass的實(shí)質(zhì)是忽略所有的PA模塊(PDSP/LUT)的處理，從SGMII端口收到的包經(jīng)過(guò)內部的packet stream switch直接通過(guò)PA PKTDMA模塊傳輸到HOST queue。其配置過(guò)程為：

1.配置CPSW Configuration Register(CPSW_CFG_REG)為0x606(參考sprugz6 Network Coprocessor(NETCP)User Guide)

2.初始化并配置PA Packet DMA模塊

3.配置PA Packet DMA的Rx flow No.22和Rx flow No.23，其中Rx flow No.22中的destination queue代表了從SGMII0收到的包所要放到的目的隊列，Rx flow No.23中的destination queue代表了從SGMII1收到的包所要放到的目的隊列。

注意：PA bypass以后，由于所有的包未經(jīng)過(guò)PA子系統的過(guò)濾直接進(jìn)入到HOST隊列中，流量較大的情況下，很容易造成FDQ的描述符耗盡。而且容易造成軟件協(xié)議棧loading過(guò)高，容易遭受網(wǎng)絡(luò )攻擊。另由于在芯片設計中，PA可以直接與SA進(jìn)行數據傳輸，特別是在from network方向上對加密的包進(jìn)行解密以后在送到HOST queue，而PA bypass以后，對于加密包的解密處理將增加HOST側的CPU負荷。

5.4 PA的固件和Low level driver

PA的固件有三個(gè)文件，位于PDK安裝目錄pdk_C6678_x_x_x_xxpackagestidrvpafw (x_x_x_xx 為版本號) ，PDSP0~PDSP2共用一個(gè)文件(classify1_bin.c)，PDSP3用一個(gè)文件(classify2_bin.c)，PDSP4和PDSP5共用一個(gè)文件(pam_bin.c)。PA子系統運行于大端序，所以固件都是大端序。注意固件版本和LLD版本一定要一致。固件的版本號可以從上述C文件的數組中讀到，第三個(gè)32bit WORD就是版本號。

如上例固件版本號為1.3.0.7

PA LLD的版本號可以從PA LLD安裝目錄的paver.h中得到(PA_LLD_VERSION_ID和PA_LLD_VERSION_STR)。

PA LLD中的函數Pa_downloadImage是下載PDSP固件的，注意其中每個(gè)PDSP的常量表定義pap_pdsp_const_reg_map，不同的版本這些值可能不同。對于某些有ARM core的Keystone I芯片，該常量表不是通過(guò)PA LLD函數來(lái)賦值而是Linux kernel代碼直接賦值的，所以必須跟各個(gè)版本的固件對應。如果常量表和固件，LLD的版本不匹配，可能會(huì )有某些功能異常。

5.5 PA LUT1表項增加的策略

LUT1是線(xiàn)性查找表，也就說(shuō)，配置的表項從下標No. 0一直找到No.63。因為不同的表項內容間可能有包含關(guān)系，比如某一項A只要求匹配目的IP地址，另一項B配置了同樣的目的IP 地址，同時(shí)也配置了源IP地址。這樣其實(shí)是B的條件比A更加嚴格，那么嚴格的表項B應該比寬松的A下標小。比如配置A在No.1，B在No.0，只有這樣B才能有被匹配的可能性。

注意：PA LLD提供的函數如Pa_addIp，Pa_addMac等，都提供了不指定下標的方式添加表項，函數的參數為不指定下標的時(shí)候，PA LLD的處理為從下標較大的開(kāi)始添加。例如當某個(gè)64表項的表為空，而兩次調用Pa_addIp添加表項并不指定表項位置的時(shí)候，第一次添加的表項在No.63的位置，第二次添加的表項在No.62位置。

5.6 PA相關(guān)的調式

5.6.1 Device simulator輔助調試

由于PA子系統主要由硬件模塊組成，提供的寄存器有限，對于復雜的功能來(lái)說(shuō)，調試相對比較困難。但是TI的芯片simulator上對該子系統進(jìn)行了充分的支持，在初期開(kāi)發(fā)階段，simulator上調試PA更加方便。

下面是一個(gè)在TCI6608的simulator上使能PA調試和Log輸出的例子：

1.CCS安裝路徑simulation_csp_nybinconfigurationstisim_tci6608_pv.cfg如果該行被注釋?zhuān)埥庾⑨孖NPUT5 log_file,pass.log;

2.在軟件初始化中加入下面的代碼

3.上兩步的初始化過(guò)程將在simulator的安裝路徑(如CCS安裝路徑

simulation_csp_nyenvccsdriverspass.log)下產(chǎn)生名為Pass.log的詳細log文件

該文件包含LUT表項的添加過(guò)程，LUT表項每一級的匹配過(guò)程等等詳細的內容。

注意這個(gè)方法非常適合診斷某些包未按照預想的規則匹配/路由的情況，軟件只需要將測試包發(fā)到640隊列(忽略以太網(wǎng)子系統其他的模塊的初始化過(guò)程)就可以開(kāi)始測試。但是對于發(fā)包量比較大的測試，產(chǎn)生的Log文件可能過(guò)于龐大。

5.6.2 PA子系統提供的系統統計

用PA LLD提供的Pa_requestStats和Pa_formatStatsReply函數可以提取PA子系統給出的統計計數器，這些統計計數器在系統運行過(guò)程中可以診斷部分的包匹配，包錯誤等問(wèn)題。下面是對這些計數器的詳細說(shuō)明。

5.6.3 輔助調試的寄存器

利用PDSP所提供的一些輔助計數器/寄存器可以更容易的在運行時(shí)定位問(wèn)題。比如下面的計數器

0x2000000+0x10*n PDSPn收到的包數(包括配置命令和數據包)

0x2000008+0x10*n PDSPn收到的配置命令數

舉例說(shuō)明其用法：

1.如果讀到0x2000000為0xa，0x2000008為0x1，代表PDSP0收到了9個(gè)數據包和1個(gè)配置命令

2. 在第一步的基礎上繼續讀到0x2000010為0x3，0x2000018為0x1，代表PDSP1收到了2個(gè)數據包和1個(gè)配置命令

3.根據前兩步的結果，我們可以知道，有2個(gè)數據包在PDSP0收到后繼續傳給了PDSP1

表1 PDSP輔助寄存器列表

PDSP control register:PDSP寄存器，控制PDSP的運行狀態(tài)。

PDSP status register:PDSP狀態(tài)寄存器，其實(shí)是PDSP固件的PC值，該值不恒定，如果該值一直不變化，可以確定是PDSP固件crash。

PDSP instruction RAM:PDSP指令空間，設置PDSP control register為1，可以將PDSP halt，同時(shí)查看PDSP的指令空間。在某些功能異常的時(shí)候，可以回讀PDSP指令空間，特別是固件的版本號，看看是否與期望的一致。

PDSP debug register:PDSP的調試寄存器。

LUT table bit map:查找表的占用狀態(tài)。每個(gè)查找表的表項在占用后，PDSP都會(huì )對該表項對應的位域置位。這個(gè)位表中保存的是PDSP/硬件所維護的查找表狀態(tài)，應用軟件可以將其回讀來(lái)與自己所保存的比較，看看是否有不一致的情況發(fā)生。理論上軟硬件應該是同步的。

LUT table route info:根據LUT table bit map所查找到的對應表項下標，乘以64字節的偏移量，可以找到該表項匹配后對應的路由信息，該信息是由軟件配置的。同樣可以回讀，看看是否與期望的一致。

5.6.4 PDSP的單步跟蹤

在某些PDSP相關(guān)的問(wèn)題定位過(guò)程中，可能需要對PDSP做單步跟蹤。該方法主要適用于在simulator的方式下無(wú)法重現的功能問(wèn)題，比如表項匹配失敗失敗，路由錯誤等等。獲得的信息可以交由TI進(jìn)行分析。

調用示例：?jiǎn)尾礁橮DSP1,600步

6.SA

SA調試的過(guò)程中，請充分利用SA提供的相關(guān)統計信息：

6.1 系統統計

注意：

描述符中提供了PS_flag字段，可以指定該描述符所發(fā)向的目的SGMII端口(direct packet mode)，但是當該描述符要先經(jīng)過(guò)SA的時(shí)候，請清空該字段，否則SA對該包的處理導致安全上下文的錯誤(errCtx)。在經(jīng)過(guò)SA處理后的包仍需要指定對應的SGMII端口的情況，配置該包從SA輸出以后的路由到645隊列/PDSP5，并用PA的Next route命令指定到以太網(wǎng)以及對應的SGMII端口號。

6.2 通道統計

6.2.1 SRTP

6.2.2 IPSec

6.2.3 Air Cipher

注意：

取通道統計應該在調用完SA API Sa_chanReceiveData或Sa_chanSendData以后，而這兩個(gè)API本身有部分加解密的初步檢查作用，應用程序必須要對返回值進(jìn)行判斷。如果它們返回錯誤，則應該終止向SA發(fā)包的過(guò)程，并根據返回值來(lái)檢查自身應用軟件的錯誤。何時(shí)調用這兩個(gè)API是需要注意的另一個(gè)問(wèn)題，在IPsec/SRTP的場(chǎng)景下，TX側代表to network方向，即加密方向，需要調用調用Sa_chanSendData;Rx側代表from network方向，即解密方向，需要調用Sa_chanReceiveData。對于air cipher的場(chǎng)景, TX側對于空中接口來(lái)說(shuō)實(shí)際為from air方向, 即解密方向，需要調用調用Sa_chanReceiveData;Rx側代表to air方向，即加密方向，需要調用Sa_chanSendData。

6.3 輔助寄存器

SA的輔助寄存器主要用來(lái)定位SA相關(guān)的硬件錯誤，當然該硬件錯誤可能是由軟件的非法操作導致的。下面是常用的輔助寄存器列表，表中標注了正常情況下所期望的值。特別請注意CMD_STATUS寄存器，在運行時(shí)間的SA異常情況，常能夠反映到該寄存器中。其具體的含義請參考SA用戶(hù)手冊。

表2 SA調試寄存器列表

7.總結

本文主要總結了目前為止中國區用戶(hù)在開(kāi)發(fā)Keystone I系列芯片的時(shí)候，所遇到的以太網(wǎng)子系統相關(guān)的典型技術(shù)問(wèn)題，以及閱讀user guide時(shí)一些較為集中的疑問(wèn)。很多用戶(hù)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中容易忽略的問(wèn)題本文都做了強調。PA子系統部分的調試辦法基本可以覆蓋開(kāi)發(fā)過(guò)程中所遇到的所有問(wèn)題。文檔中給出的各種寄存器配置以及示例程序，都在實(shí)際開(kāi)發(fā)中有使用。

參考文獻

1.KeyStone Architecture Network Coprocessor (NETCP) User Guide (SPRUGZ6)

2.KeyStone Architecture Gigabit Ethernet (GbE) Switch Subsystem User Guide (SPRUGV9A)

3.KeyStone Architecture Packet Accelerator (PA) User Guide (SPRUGS4)

4.KeyStone Architecture Security Accelerator (SA) User Guide (SPRUGY6)