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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8 x/ x$ {+ Y7 M# _7 U; u( r
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。6 W1 u0 E# ]* ?' T- C$ I" q  m0 t

. n) \( N+ u) gCCM RAM介绍& `2 I( F( F+ e9 ~
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:
9 u. Z- U! h0 J$ [) B
71.jpg
' v" M% o+ K9 PF3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。
% i# r9 G2 P" S1 ~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。
2 d& [% Z, H/ i0 T, F! r+ K$ C6 O) p% q  r/ F3 m$ p
客户问题描述  p- I) Q3 A, s0 X3 b, D+ E" q6 \
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。' @, q# E& ~0 s- `/ }6 l

/ V& q8 k( J, R2 L2 E测试过程
  @; Q5 ~9 Y1 c" Z( L/ J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。
: |8 c+ ~+ L, r& [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。
3 n% L$ ~6 T5 u; t: H6 z/ ~0 a
72.png
8 ], b& V- |. R首先定义一个CCMRAM_region,
0 p2 ], J4 Y' @% T9 _然后通过”place in CCMRAM_region {block CSTACK};” 声明将CSTACK放在CCM RAM中。. f3 J) N. @/ B  K* Q) \
但在接下来的测试中发现了一些新的现象。
  d) k1 h2 s2 d( L* b+ Q0 H测试一:: [% C3 V2 U1 g" `5 @- J7 X
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。
6 f) _& n- I4 x5 ~) d  v1 l% w7 K只有断开ST-LINK,重新上电后就不能正常工作了。# s" M9 e4 C' d6 q% e
测试二:5 [" h* N7 f, }/ `
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。7 R9 b# G1 Z3 `0 W  ~
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?  _( ]% B1 J5 K1 G
然后我们又做了第三个实验。
4 B% y/ [( k; ]; X5 s) P5 t测试三:: ~6 E$ O8 ~$ o) y$ A* 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。
/ m- |. S' W. c& n$ k7 C1 w4 |+ w9 l( f. K. r
原因分析
* R- t4 i* f' L/ c4 b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。$ R% s4 j* V" F0 T/ s0 _: e
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:+ u. D% z8 l0 r4 b( Q* {% ^
73.jpg 4 o, k) v2 K! i( _
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。% f2 ^8 Q$ H$ W2 {7 Z
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:
+ p+ o! F- `& N- x+ B
74.png
9 s. m3 m4 r+ Z* `3 s
  ^+ j1 s) {1 ~8 N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。
/ y/ _' G8 A# K+ Z8 m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。
) P; h) X# K! g7 [7 [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。% d3 ~4 T, l: h$ d) ~

8 R# y  R: u7 y& z1 v4 X文档下载3 r( `5 v3 A6 I2 b0 P7 h, F
- C) Z3 x0 s; H2 D. K: Z
更多实战经验
) H5 T" |% `5 t- R$ G% e+ @, M; Z# i& Q

; Q3 i+ n7 k+ Y9 ]* x# m, e9 Z' J2 J

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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?5 [8 _% a0 N$ ]4 S: s8 y/ ^1 J/ u0 e
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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