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STM32 xxxxxx之时钟全安检测(三)

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incompletely 发布时间:2008-9-3 20:13
Flash 检测结束后只能表示代码是正确的,接着应当对内部SRAM进行检测,可是片内SRAM的可靠性相当高,至今为止我还没有见过一次因为内部SRAM硬件故障而产生的失败。因而Startup的SRAM检测跳过去不讲了。但运行时内存也可能受到外部干挠而发生位翻转,因而内存监控将在运行时再进行讲述。这里,将主要讲一下安全时钟系统的原理。
# I' G* W% f; P& |* |( `; v: [4 M8 n# S  W
背景:$ ^! X2 F) N9 \( u' V: P5 E0 m

# s* D' J6 }& `: F时钟是系统的脉博,而时钟也是最经常发生故障的电路。极端情况下就是晶振损坏无法起震,有时也会产生跑频,导至几部PLL也无法锁定频率。如何监控时钟电路是否正常是非常必要的。. O" [- X9 |; J6 n# o6 }- a+ t+ l! l

1 f- H9 H9 j2 _! P9 {STM32内部一共可以有四个晶震:LSI、HSI、LSE、HSE,分别为内部低速晶振(30K-60KHz)、内部高速晶振(8MHz)、外部低速晶振(32.768KHz)、外部高速晶振。
* L& |% d9 J; b) [
. }9 V7 @# u6 zLSI是RTC和IWDG(独立看门狗)的时钟源,而RTC也可以选择由LSE外接32K晶振来提供高精度的时钟源。但IWDG只能由LSI提供时钟。' t, ~: X  ~. |7 b0 W

; g* m3 c* _" |. q& ]HSI是内部8M振荡器,实际上会有一些偏差。上电复位初期便由他提供时钟,以后可以由软件将系统时钟切换到HSE。
0 |# i  R* Y) D* [( b5 ~4 E
* i, I0 t- |6 P8 G- hHSE是外接晶体,可以提供准确的时钟基准,如系统需要使用USB则最好由HSE经PLL得到。
7 y1 I! {. {  f3 s! M+ W+ ]0 r: y8 c- G. h" Q
时钟安全系统(CSS):
0 ?8 z) {: e: w& a- _
4 j6 P0 j$ L# H: |" O0 DSTM32已提供了一个时钟失常恢复机制(CSS),当系统选择HSE作系工作时钟,并打开了CSS功能后,一旦HSE由于外部原因而停震时,将自动切换到内部HSI运行,并产生NMI中断,于是可以在NMI中断中进行安全处理。6 g, u$ v+ h8 `' J; g  d& P( \& A+ I
9 @) b0 z! D$ f6 t; o$ Y
跑频检测:+ f" Q$ l' g5 A* M) ?. b, Q8 m

% R( D9 R" o* t) y当外部晶振跑频但没有停止时,CSS并不会生效,此时我们需要用软件来检测。' H+ Y- `) N& q$ M% ?
0 P% [+ T( M1 w2 o# z/ Z# I, a
检测原理:
: ]% _# R# I6 _- i0 {' w7 b
  ]1 D  v" ]: O9 ]- a$ B第一步,上电初期时打开LSI并使之作为RTC的时钟源,接着将系统时钟切换到HSI并设置Systick溢出为2ms,将RTC计数器清零,然后等待systick 2ms溢出标志到来,然后读取RTC的计数值:LSIPeriod。/ @$ m5 Z! k4 Z

1 P8 p6 h3 z) Z. I: X* B: a第二步,选择HSE作为系统时钟,同样设置Systick 2ms溢出,将RTC计数器清零。接着等待systick 2ms到来,读取RTC计数值:RefHSEPeriod。7 e* m- g' I% l. M8 D
8 Z) _( c7 g+ A4 l; `
第三步,比较:以上LSIPeriod和RefHSEPeriod均是在高速晶体计数2ms时的RTC计数,如果两个高速晶体准确,那这两个值应是相同或相近,比较这个值就知道上电时时钟是否异常。
4 H& s' H2 q2 x0 D. A8 k0 r* e9 s$ W% W
运行时的检测:+ _! P) \' v; r/ }  v( G# N

% m1 y6 T% K/ @; f3 ~+ L, Q: ^假如你的系统正常工作时SysTick也恰好是2ms,那每隔2ms去取得RTC计数,并与上电时RefHSEPeriod进行比较来检测运行时的时钟误差。在安全系统中,看门狗是必不可少的部件,因为STM32的IWDG使用的是LSI,因而对LSI的检查也是需要的。假设LSI产生故障变慢或停止,实时取得的RTC计数都将产生误差,因而从另一个角度上又去保证了IWDG的可靠运行。
+ x2 {; n1 _# a0 n7 v7 j+ x5 K( M2 f- @1 K2 W2 q  `$ ?
出处:skyler
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