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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。& H: |2 ~! F$ S" j

: Z( ]( w, z  ^6 z* F背景:" p1 ]; @* D# x: Z, p- @% @

( v7 a. n6 s4 r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。
6 J9 {0 c  T" y2 g$ g5 N7 m5 q4 g3 l. W3 p9 W* }
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。6 K4 o3 @1 b4 ?/ k

3 W9 A7 n) x8 `  L. iLSI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。
! r: A) d  H) V) o3 c. x( j6 F. {8 M0 o% l5 p7 _
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。, \6 D& L0 j- d( }0 o

9 x8 U% u/ Y- K4 @3 ?HSE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。, e1 s" u/ Z1 c  I3 Z' }
. o$ k. I. v& M: D: K6 Y
时钟安全系统(CSS):/ z2 b) a- L. n& B
9 x7 ]1 }1 P' G6 s
STM32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。+ Y* E' v! x* v. }7 p& s* S

9 ]7 i! G* o# ]7 v- \* A9 C跑频检测:
1 o6 M2 i. O5 Q# D; O
$ h/ O6 d/ O8 a9 r4 ]3 |4 G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。& `* ?$ u3 C1 i% Q# G/ L
" P( _7 p4 x' o7 J3 F( q3 V" d" K
检测原理:
! F1 u4 ]: {. Z5 m4 o- i4 f( f$ d( \& _' a6 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。/ ^$ t: x% Y/ Y" A# [+ X
! y& N) d, y% y3 R
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。6 k% |' a2 v$ M* I

$ K* C( @( z' b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 q, f: X/ B, ^+ Z5 T. \9 x9 I

) c7 J+ s8 s3 a( B  l0 v运行时的检测:* L8 m  }9 T  R4 t1 O# a3 x' H
& g* K0 ~5 B" W" S$ i3 g" `
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。
+ L8 l- a: x. l! J
2 l; Y0 m% _; D" y' `+ T9 O出处:skyler
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