目录
1.内存管理概述
2. 内存保护功能
2.1 SPID
2.2 Slave Guard
3.小结
1.内存管理概述
为了讲清楚U2A 在各种运行模式、特权模式下的区别,其实首先应该搞清楚不同模式下可以操作的寄存器有哪些。
但是看到这个寄存器模型就头大。
再加上之前没有研究过G4MH的内核,所以这里暂且留个坑。
我们还是来看看继续往下看,先来看看内存管理。
U2A是没有MMU的,那么它是如何实现虚拟化所需要的MMU机制的呢?
MPU,大家见得多了,memory protection unit,用于防止未授信程序、突发异常事件等访问系统资源,来保证整个MCU的正常运行。
在U2A的虚拟化模式中,MPU还被细分成了三个块内容,如下:
- Layered Memory Protection
Memory Protection Setting Bank Function Memory Protection Setting High Speed Save and Return Function
2. 内存保护功能
我们这里先来看看功能安全,44章节功能安全 44.5 memory protection,了解常规模式下面memory protection的功能。
- Memory访问控制
通过设置保护区域的上下边界进行访问控制
- CPU运行模式的访问管理
通过CPU中的几个状态位用于控制对资源的访问,并且根据每个程序的可靠性级别,将这些位组合使用以执行适当的保护
- 通过SPID进行保护
使用SPID (system protection identifier)来检查区域是否匹配。
根据芯片手册介绍,Memory Protection整体架构如下:
该内存保护架构由几部分组成:SPID模块、每个核里的MPU、外设的Slave Guard以及memory的Slave Guard。
- MPU:所有CPU均通过MPU进行访问权限控制,它们不会发起访问MPU禁止的地址的相关请求;
- Slave Guard:在总线层面上保护指定的memory或者外设,防止未授权访问;可以看到针对不同外设、memory有不同的guard。例如PE Guard(针对CPU内部RAM的保护)、CRG(针对Cluaster RAM保护)、针对外设的PG。
- SPID:System Protection identifier,是一种软件任务的标识符,它分两种情况:一种主机内部自带SPID寄存器,可以直接配置,例如DMA、CPU(也叫PE,proces element);另一种是在SPID模块里配置。
2.1 SPID
我们首先来看SPID,有如下功能:
- 每个总线主机的SPID可以软件灵活配置;
- 一个SPID可以分配给一个主机或者多个主机
- 通过SPIDMASK来限制主机的使用
- SPID的配置可以上锁,冷复位或系统复位解锁,就和英飞凌SMU一样,配好了就锁住。
那么具体应该怎么使用呢?先看框图:
SPID寄存器用于配置bus master,比较分散的是,CPU、DTS/DMAC和MAU等主机的SPID寄存器配置是在自己模块内部配置,如Gb Ether等SPID值的配置就是在在SPID模块内部,如上图所示。
首先我们来看总共有多少个寄存器可以用于配置SPID。我们继续来看示例:
在默认情况下,每一个Bus Master的SPID值如下:
注意,最左侧这一列就相当于给主机分配一个ID值,这个与英飞凌TC3xx固定Master Tag ID还是有所区别。从上图我们可以看到,在U2A中作为master看待的外设、内核总计15个,总计32个寄存器可以配置ID值,默认状态下Reserved的是4-16、18、20、21、30共计17个寄存器,
但是可不可以把这些reserved分配给其他同一个主机呢,答案是肯定的,如下:
进一步,可不可以把一个SPID分配给多个外设呢,当然也是可以的,如下图:
上图中,RHSIF0\FlexRay\Ether均使用了24这个SPID,CPU2占据了FlexRay1 22这个SPID。
那么要给Bus Master分配 SPID,需要按照如下步骤:
- 设置SPIDKCPROT寄存器使能SPID寄存器配置功能;
- 设置SPID掩码寄存器(BMnSPIDMSK)定义每个bus master可以定义的SPID值
- 设置SPID掩码锁存寄存器保证SPID掩码寄存器不被修改;
- 根据SPID掩码寄存器设置SPID寄存器的值;
- 设置SPIDKCPROT寄存器关闭SPID寄存器配置功能;
- 配置内存保护/保护设置,以防止由SPID和其他标识符识别的错误访问。
那么配置了SPID,是不是就可以保证访问限制。不然,还需要Slave Guard的配置。
2.2 Slave Guard
从系统架构图,我们可以看到不同种类的Guard Type。
- PEG
PE Guard,用于每个PE(Process Element)控制Local RAM和INTC1是否可以被其他bus master访问
- CRG
Cluster RAM Guard,用于 Inter-VM 通信或者Cluster RAM的访问
- PG
Peripheral Guard,用于保护外设访问保护
那么需要slave guard属性配置如下:
优先级 | 保护属性 | 内容 |
High | SEC | 使能后,禁止non-secure主机访问 |
... | DBG | 使能后,允许debug主机访问目标slave |
↓ | UM | 该属性关闭后,user mode下所有主机都不能访问slave |
SPID[m] | 使能后,与该slave定义的SPID相等的master SPID就可访问该slave | |
WG | 使能后,master就可以写目标slave | |
Low | RG | 使能后,master就可以读目标slave |
具体每个Slave Guard我们后面再讲。
3.小结
可以看到,U2A的内存保护设计还是很灵活的,目前在用法上仅仅使用了MPU。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-806735.html
后续如果有用到SPID了,我再详细描述。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-806735.html
到了这里,关于汽车ECU的虚拟化技术初探(四)--U2A内存管理的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!