跳转至

错误处理

  • 版本：V2R2
  • 状态：OK
  • 日期：2025/04/24

术语说明

缩写 全称 描述
ICache/I$ Instruction Cache L1 指令缓存
DCache/D$ Data Cache L1 数据缓存
L1 Cache/L1$ Level One Cache L1 缓存
L2 Cache/L2$ Level Two Cache L2 缓存
L3 Cache/L3$ Level Three Cache L3 缓存
BEU Bus Error Unit 总线错误单元
MMIOBridge Memory-Mapped I/O Bridge 内存映射 I/O 转接桥
ECC Error Correction Code 错误校验码
SECDED Single Error Correct Double Error Detect 单比特纠错双比特校验
TL Tile Link Tile Link 总线协议
CHI CHI 总线协议

设计规格

  • 支持 ECC 校验
  • 支持 CHI DataCheck
  • 支持 CHI Poison

Cached 访存请求错误处理

基本的错误处理逻辑：由检测到错误的 Cache Level 进行错误上报；保存/传播地址对应错误状态

1. L2 Cache 将在 L2 Cache 检测到的 ECC/DataCheck Error 上报至 BEU，由 BEU 触发中断向软件报告错误
2. 对于来自 L1/L3 Cache 的请求，L2 Cache 会根据检测到的错误类型在通信中通知 L1/L3 Cache
3. 对于来自 L1/L3 Cache 的错误数据，L2 Cache 会将错误类型记录在 meta 中

ECC

ECC 校验码

L2 Cache 目前默认的 ECC 校验码为 SECDED。同时，L2 Cache 支持 parity、SEC 等校验码，可在 Configs 中修改，编译时进行配置。相关校验算法参考

SECDED 要求对于一个 n 位的数据，所需的校验位数 r 需要满足： 2^r \geq n + r + 1

ECC 处理流程

L2 Cache 支持 ECC 功能。在 MainPipe 在 s3 向 Directory 和 DataStorage 重填数据时，会计算 tag 和 data 的校验码，前者与 tag 一起存入 Directory 中的 tagArray（SRAM），后者与 data 一起存入 DataStorage 中的 array（SRAM）

  1. 对于 tag，直接以 tag 为单元进行 ECC 编码/解码。
  2. 对于 data，基于物理设计以及更好检测错误的需求，目前将 data 划分成 dataBankBits（128 bits）的单元进行 ECC 编码/解码。因而在 SECDED 算法要求下，对于 1 个 512 bits 的 cache line，应该有 4 * 8 = 32 bits 校验位

当访存请求读取 SRAM 时，会同步读取出对应的校验码。MainPipe 会在 s2 和 s5 分别获得 tag 和 data 的校验结果。当 MainPipe 检验到错误后，会在 s5 收集错误信息，CoupledL2 仲裁各个 Slice 错误信号，并上报至 BEU

总线端口

TL 总线

当 L2 Cache 接收来自 L1/L3 Cache 的数据时，若检测到错误（denied/corrupt = 1），则 MainPipe 在 s3 写 Directory 时，将对应 meta 中 tagErr/dataErr 置为 1

当 L2 Cache 向 L1/L3 传输数据时，若 L2 Cache 检测到 ECC 错误或者对应 meta 中 tagErr/dataErr = 1，则将对应通道（如 D 通道 GrantBuffer）信号中 denied/corrupt 置为 1；否则均置为 0

  • 特别的，对于 TL D 通道返回数据时，若 denied = 1，则需要将对应 corrupt 也置为 1；在当前设计下，L2 Cache 不应认为 L1 Cache 持有对应数据 copy（L1 Cache 在后续 Release 时，会直接丢弃对应 copy）

  • 特别的，由于 TL C 通道中只有 corrupt 域而不存在 denied 域。故使用 opcode 域用于辅助区分 denied/corrupt。如 SinkC 中 

    task.corrupt := c.corrupt && (c.opcode === ProbeAckData || c.opcode === ReleaseData)
task.denied := c.corrupt && (c.opcode === ProbeAck || c.opcode === Release)

CHI 总线

L2 Cache 支持可配置的 Poison/DataCheck： - Poison 域： - DAT 中每 8 bytes 设置 1 bit Poison 位 - L2 Cache 中 Poison 采用 over poison 策略 - Poison 错误 L2 Cache 不进行上报

  • DataCheck 域：
    • DAT 中每 8 bits 设置 1 bit DataCheck 位
    • L2 Cache 中 DataCheck 默认采用奇校验
    • L2 Cache 中 DataCheck 仅对 data 进行校验，不对 packet 整体进行校验
    • DataCheck 校验错误由 L2 Cache 进行上报

当 L2 Cache 接收来自 L3 Cache 的数据时，若检测到错误：

  1. respErr = NDERR，则不会将对应数据写入 L2 Cache，但会完成其余流水线处理（例如，对于来自 L1 Cache 的 Acquire 请求，L2 Cache 将会返回数据并将 denied 和 corrupt 置 1
  2. respErr = NDERR/DERR 或者 poison 域中任意一位为 1 或者 dataCheck 奇校验检验出错误时，则 MainPipe 在 s3 写 Directory 时，将对应 meta 中 dataErr 置为 1
  3. dataCheck 检验出错误，则复用 ECC 错误上报流程，MainPipe 在 s5 收集错误信息后，上报 BEU

当 L2 Cache 向 L3 Cache 传输数据时：

  1. 若 L2 Cache 检测到 tag ECC 错误或者对应 meta 中 tagErr = 1，则将 respErr 置为 NDERR，将 poison 置为全 0
  2. 若 L2 Cache 检测到 data ECC 错误或者对应 meta 中 dataErr = 1，则将 respErr 置为 DERR，并将 poison 域置为全 1
  3. 若 L2 Cache 检测到 data ECC 错误或者对应 meta 中 tagErr = 1 且 dataErr = 1， 则将 respErr 置为 NDERR，将 poison 置为全 1
  4. 若 L2 Cache 未检测到任何错误，则将 respErr 置为 OK，将 poison 置为全 0

  5. dataCheck 域填充对 data 进行奇校验的校验码

  6. 在当前版本中，L2 支持的 Write/Snoop transactions 在相关的 data packet 传输中均不允许 respErr 为 NDERR （故 TXDAT 中 respErr 实际只会为 DERR 或 OK）

一致性状态处理（RN 接收到包含 NDERR 请求）：

  1. 对于分配事务，L2 将正常处理流水线，但是不回将包含 NDERR 请求的相关数据写回 Directory 或者 DataStorage，缓存状态不变 （具体相关事务类型为 ReadClean, ReadNotSharedDirty, ReadShared, ReadUnique, CleanUnique, MakeUnique）
  2. 对于释放事务，L2 正常处理 （具体相关事务类型为 WriteBack, WriteEvictFull, Evict, WriteEvictOrEvict）
  3. 对于 Snoop，L2 probe L1（ToN），回复 SnpResp_I 以及 NDERR，一律不 forward（不回复 CompData），暂不将 L2 对应缓存行置为 Invalid
  4. 对于其他事务，L2 保证相应数据缓存状态不升级 （当前版本下，由 1 可保证）

Uncached 访存请求错误处理

CoupledL2 中 MMIOBridge 会将 TL 与 CHI 之间的错误处理相关域进行转换，但不会进行任何错误上报。

CHI to TL（RXDAT/RXRSP）

  1. 若 respErr = NDERR，则置 denied 为 1
  2. 若 respErr = NDERR/DERR 或者 poison 域中任意一位为 1 或者 dataCheck 奇校验检验出错误时，则置 corrupt 为 1

  3. 否则，denied 与 corrupt 均置为 0

  4. 特别的，对于 RXRSP（如 Comp），由于 TL-SPEC 要求部分类型响应（如 AccessAck）中 corrupt 必须为 0，故当 respErr = NDERR/DERR 时，均置 denied 为 1

  5. 当出现错误时，后续由 ICache 或 DCache 触发 Hardware Error，上报软件处理

TL to CHI（TXDAT）

  1. 当 corrupt = 1 时，则置 respErr 为 DERR，置 poison 为全 1
  2. 当 corrupt = 0 时，则置 respErr 为 OK，置 poison 为全 0
  3. dataCheck 域填充对 data 进行奇校验的校验码