1.问题描述 客户在项目开发中使用 STM32F427ZGT6 的 SPI 连接外部 Flash 时，发现在常温下能正常读写，但是在高温下一段时间后(大概 5 分钟左右)出现读写异常的情况。读写异常时发生在发送 0x5 指令后，返回数据通过软件读取的是 0，而硬件抓取的是 1 。同时也发现同一份代码，同样硬件，如果 flash 换成别的厂家的，在同样温度条件下又没有出现读写异常。


2.问题的排查
根据客户的描述，初期怀疑是否是不同 Flash 厂家的兼容性问题，现场进一步测试，发现客户软件在70℃环境温度下，除了 program、erase 时寄存器会读错数据，用只读指令 0x03 也会读错数据（0x55、0xaa 会被软件读成 0x54、0xab）。
根据这个结果，我们怀疑到 tCLQV 这个参数。看上去当前的软件是在 flash 输出数据时，在 CLK 下降沿时去采集 flash MO 数据的，所以高温引起的细微的 tCLQV 变化可能会导致软件采集出错。 我们建议MCU 在下一个 CLK 的上升沿去采集数据，此时 flash MO 数据已经稳定为 1。





现场调整 GPIO（即 flash CLK/SI/SO）OSPEEDR 速率后异常现象消失， GPIO 速率调整后 CLK 信号斜率变大，tCLQV 跟随变小，软件抓到错误数据的现象消失，这个实验结果也与上述 tCLQV 这个怀疑点相匹配。下面是不同 GPIO 速率下的测试结果。
GPIO_SPEED_FREQ_LOW，常温： tCLQV=5.584ns。
GPIO_SPEED_FREQ_LOW，70℃： tCLQV=6.064ns， FAIL。
GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM，70℃：tCLQV=4.805ns。
GPIO_SPEED_FREQ_HIGH，70℃：tCLQV=4.577ns


3.原因的进一步分析
进一步了解客户系统的初始化，其中 clock 配置信息如下：采用外部晶振为 25MHZ，plln=360, pllm=25, pllp=2, pllq=8，系统主频： 25/25*360/2 = 180MHz，APB2: 180/2 = 90MHz，SPI 的波特率为2.8MHz。SPI 的引脚设置均为 GPIO_Initure.Speed 为 low。
查找到 STM32F42xx 的勘误手册，我们发现有同样问题的描述：





对于文档推荐的 2 种 workaround 也和我们测试时发现的一样。  





至此也是能较好的和客户解释了 MCU 底层的一些原理，并建议客户按照相应 workaound 的配置，去设定 APB 总线与 OSPEEDR 的关系，最终让问题得以解决。


完整版请查看：附件 SPI读取数据的最后一位出错问题.pdf (349.31 KB, 下载次数: 4)

2023-2-14 15:53 上传

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