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【实战经验】使用STM32F427的CCM RAM时遇到的问题

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zero99 发布时间:2017-1-4 17:53
前言
  h) _/ \  p5 ~$ V$ T$ @* o& I想写这篇文章的起因是因为有客户在使用CCM RAM的过程中遇到了问题。客户用的是STM32F427芯片,程序将CSTACK放在CCM RAM中,结果测试过一段时间的板子都出现了不能正常运行的情况。这个现象一度让我们怀疑是否是CCM RAM在测试过程中遭到了破坏,也导致我们在解决问题的道路上浪费了不少时间。事实证明我们的CCM RAM并没有那么脆弱,而解决问题时多从多个角度进行验证,不要放过所有的出问题的可能性也很重要。出问题的原因我会在本文中进行解释。但在具体讨论这个问题之前,我想先介绍一下STM32F427这款芯片上的CCM RAM。# L5 N  a* F7 F3 S; C

  b2 x9 c! d4 {' g5 T, ^1 oCCM RAM介绍9 u+ W. e- l! [8 s; d0 E4 P% H, Y
ST的STM32F303, STM32F358, STM32F328, STM32F334系列和STM32F4的Advanced line系列芯片里都有CCM(Core Coupled Memory) RAM。但仔细看系统架构图会发现F3和F4的CCM RAM还是有不一样的地方。如下面是STM32F303和STM32F427的架构图:
# v* l$ S' R. m- e  `
71.jpg ! n7 U( [2 }4 K- W/ z- [
F3和F4的CCM RAM都只能内核能访问,DMA主设备没有连接到CCM RAM所以不能访问CCM RAM。但是从上图我们还能看到,对于F303的CCM RAM它连接到了数据总线和指令总线上,所以F303的CCM RAM既可以放数据也可以执行代码。但是F427的CCM RAM只连接到了数据总线,所以F427的CCM RAM不能执行代码。这一点需要注意。
" D: j, L9 C( l0 r7 O数据和代码放在CCM RAM的好处是,访问和执行的速度更快。www.stmcu.com.cn网站上可以下载到AN4296的中文版本,这篇应用手册里详细说明了怎么从F303的CCM RAM里执行代码。在这里,我就不再赘述了。下面就来讲讲前面在F427上遇到的问题。
  K! @7 S4 G# {% n
) o/ {" f8 K" ]7 M$ f/ s6 ?1 c客户问题描述
8 P# R9 R$ {8 r( D9 M& J客户的问题是在做了一段时间的测试后出现的。 一批板子全部出问题。客户方面进行分析后用了一段简单的点灯程序进行测试,发现当CSTACK放在不同的位置时程序表现不一样。CSTACK放在SRAM中时,工作正常,但放在CCM RAM中就不能正常运行。从这个现象看很像是CCM RAM出问题了,而恰好只有经过测试的板子有问题,其他板子全部没有问题。+ u" t! }' N8 R% X( j: \

& `/ ^: t8 P1 U( z" N测试过程
2 H% }9 q+ a% U, r+ n拿到客户的板子和测试代码后很容易就重现了客户描述的现象。2 q$ F0 h% P; Q1 \1 b
首先检查了客户测试代码中的link文件。发现link文件写的没错。* X" {# p8 h' B, w5 u& q0 `2 b0 f0 g0 M
72.png 0 c6 N6 c2 z. V- w! L1 w' a
首先定义一个CCMRAM_region,: T# f( H8 X& n8 I" r
然后通过”place in CCMRAM_region {block CSTACK};” 声明将CSTACK放在CCM RAM中。. h0 M% D# a( L  Q. o
但在接下来的测试中发现了一些新的现象。8 ~  Z$ N1 a8 M* n: X
测试一:
3 Z4 I) Y! _% ]& r首先测试过程中发现板子连着ST-LINK在debug状态下时,能正常运行。
3 V8 t0 G; o7 o6 n* F6 H只有断开ST-LINK,重新上电后就不能正常工作了。* H$ [% j& v2 g' _+ t/ C2 U& A: E
测试二:; X/ k- G* L9 s( U
为了确认CCM RAM是不是真的坏了。另外写了一个程序,将CSTACK放在SRAM中,然后在程序运行的时候对CCM RAM地址空间进行遍历,对地址0x10000000 到0x1000FFFF空间逐次进行读写操作。发现程序正常运行,CCM RAM的读写正常。/ C7 d! d% g3 P# N4 q) T
实验做到这里,基本可以确定CCM RAM没有损坏。但为什么CSTACK不能放到CCM RAM中呢?- f  h2 ~" I1 F$ U9 b; G
然后我们又做了第三个实验。
  h! C/ e9 O9 [) e测试三:
% x1 ]+ S8 P( @5 h7 c! A- ~7 L. w对比拿到的坏板子的Option bytes的值与默认值。逐个检测不同的位是否和问题相关。发现BFB2这位的状态会影响程序的运行。如果清除该位,即使将CSTACK放在CCM RAM中,程序也能正常运行。& S: Q8 j" j# Z9 |

- V2 W  N3 Z1 C- a0 a4 }- z# Q原因分析
8 d$ I0 H" e, i' ^8 R从上面的测试结果,发现问题跟Option bytes中的BFB2的状态有关。查询BFB2位的作用后搞清了问题的原因。
+ O0 A$ X1 p& e& E9 S5 |我们先来说说BFB2做什么用。STM32F427的Flash支持双Bank. BFB2可以用来切换启动时从Bank2启动。我们来看看参考手册中的描述:
' `2 A8 `( }4 p# k
73.jpg 7 A0 j- [; v- t. F2 U8 c; e3 n
如果想从Flash Bank2启动,必须将BFB2位置1。如果此时boot引脚的配置是从用户Flash启动,芯片将先从系统bootloader启动,然后跳转到Bank2执行。
' o% ]. V0 ]$ `7 @! V5 V然后在其提到的AN2606中,我们看到BFB2置1时的启动流程,发现了问题所在。见下图:7 B4 u8 c: m; @
74.png
& d! m/ H; Y! \  s/ a- s+ g( Q
8 {0 k+ v0 O  I3 P当BFB2置1时,在跳转到用户代码(Bank2或者Bank1)之前,系统bootloader会检查栈顶的位置是否在SRAM区域,也就是检查是否落在0X20000000开头的地址。如果不是,就会一直停在bootloader中,不继续执行。这也就是我们前面看到的程序不能正常运行的原因。
4 ?+ B- N2 K. Q6 f当将BFB2位清除后,问题马上解决了。而且对比当CSTACK设置在CCM RAM时还能正常工作的板子,发现这一位都是没有置1的。6 C3 M* L5 o8 ]0 W) T4 H0 D' k/ V1 R
找到程序不能正常运行原因后,我们也从错误的方向回到正途,开始找Option bytes被修改的原因了。
' |1 L5 u1 E% |# A1 z" I! X& P8 b: w! j  W: {; z% z) ?) S
文档下载1 q& f5 b. @: Q) G
+ v. l0 |* `7 k2 R  }
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4 U1 f1 i1 a, H# P1 O4 b8 c7 o6 J( a! t* t2 @  o' m1 p4 |
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使用STM32F427的CCM RAM时遇到的问题.pdf

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赞 收藏 3 评论10 发布时间:2017-1-4 17:53

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10个回答
jackten 回答时间:2017-1-4 18:04:55
谢谢分享                        
leo121_3006061 回答时间:2017-1-4 20:22:52
非常好的实战经验,谢谢分享
五哥1 回答时间:2017-1-4 22:28:39
这个很棒呀
lili0000 回答时间:2017-1-5 09:04:43
收藏了  谢谢
wolfgang 回答时间:2017-1-5 15:04:41
CCM 高级~~~
五哥1 回答时间:2017-1-6 23:24:48
这个没有写完,继续呀
PaulRambo 回答时间:2018-1-12 22:30:18
博主,非常欣赏您这一系列的实战经验,受益匪浅。我现在使用STM32L476-Nucleo开发板测试双Bank启动,使用的是官方代码《AN4767-STM32L_Dualbank_flash_memory_fieldupgrade》执行了menu里面序号未6 的 “Toggle the system bank selection”之后就无法运行了,查了一下,跟您的情况一样,BFB2位被置位了。请问您是怎样清除的?# I0 p& a5 a% |4 v* K
我想恢复到Bank1启动怎么操作?

点评

本帖为ST FAE的实战分享,如有问题请单独发帖,大家一起学习交流~  发表于 2018-2-5 13:46
keith527 回答时间:2018-2-28 09:57:14
非常感谢
keith527 回答时间:2018-2-28 10:16:28
非常感谢

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