1 前言 7 Z- R) k" G- \ L# n4 [ n8 s
客户反馈在使用STM32F412的时候,擦除sector 8~11发现时间过长,从而导致意外触发IWDG复位。. g! o# W4 @: l" o' H. J% n5 H
0 _2 V+ K. K: ]+ M. J; j' r2 问题分析
3 I0 v. F$ L# V4 k( K9 w2.1 问题详情
7 f9 |* t: Q6 @; g# w3 ? 通过与客户邮件和电话沟通,了解到客户主要是想使用内部FLASH暂时保存IAP升级时的程序数据,在IAP升级的过程中,需要首先擦除内部FLASH中一块足够大的空间,然后再写入升级数据。客户的工程中有使用到IWDG,喂狗间隔大约1.5S,客户的通过SysTick的方式计算出擦除Sector8大约需要2ms,因此认为若一次擦除sector8~11大约需要8ms,于是在代码中一次性擦除sector8~11后最后再来喂狗,但是,这样会触发IWDG复位,这个与预期不一致,固此产生疑问。
5 u! G8 V! @+ b# Y1 \
9 C. x/ R3 F, ~* |3 \2.2 问题重现& D, l( X2 `' A! d$ K. n! O
使用NUCLEO-F412ZG板尝试重现客户问题,主要代码如下:- int main(void)
! b6 O; D6 r% b( |2 [ - {
% K0 J$ B1 y4 { - /* USER CODE BEGIN 1 */$ b: Y, c3 S9 v7 K9 e! C
- uint32_t beginTick =0,endTick =0;
4 r6 ^; k; M! o - uint32_t curSysTick=0,endSysTick =0;
/ s% ^8 W- p0 ~4 U/ |/ n - /* USER CODE END 1 */
- ~+ S) H; I9 ~" {0 c* \ - /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/0 T( q$ a2 J. X0 v% n+ n' @
- /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ u6 C2 g/ V! l: Q
- HAL_Init();
6 k" l' {8 m, T9 g- Q, A - /* Configure the system clock */
( u5 N. K1 S0 z8 B3 y% u" J7 d - SystemClock_Config();* H* v- l6 U2 N) c; ~2 z
- /* Initialize all configured peripherals */
* D! P5 _8 X3 i, m) C @/ n - MX_GPIO_Init();& e1 Y: \2 k) N% ~, T3 X% Y! p) C
- MX_IWDG_Init();
3 _9 r! g" ^* b8 _ - /* USER CODE BEGIN 2 */: g8 l. _$ }/ l7 s' U s1 H
- if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_IWDGRST) != RESET) //如果是看门狗复位
# ?; ?. u& }7 l3 C2 c - {
2 j3 y0 y% m! V5 n7 Z( k' \( u$ \. w3 R - /* Clear reset flags */
0 I" `1 @: l. D. \9 Y, [! G - HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);$ {5 \+ f7 f0 x
- __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS();
' A9 J7 A+ Q! x# p, D3 M - Error_Handler();' y0 w2 `3 S6 A" T6 C( ]
- }3 x) `" c, z& F9 g0 |; R' v- L9 {
- HAL_FLASH_Unlock();
/ }7 [. x6 r$ `2 ^5 e. c# @ - /* Fill EraseInit structure*/0 D' h6 K# r' W, R, S, j0 g
- EraseInitStruct.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_SECTORS;
4 z* k3 i* Z J9 O' S6 ^: g - EraseInitStruct.VoltageRange = FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;
! }- t2 [+ l7 V - EraseInitStruct.Sector = FLASH_SECTOR_8;
9 B# O% @. U$ Z- x - EraseInitStruct.NbSectors = 1;& e+ b+ ]$ t) B$ m: e& j7 q
- // if(HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &SECTORError) != HAL_OK)5 f3 V+ H D/ P
- // {
( W( a0 Q# F7 C8 j5 e Y( T - // Error_Handler();9 @; |1 ^$ x- z I/ S4 f' i. _
- // }
" W3 z- H: }) d5 s5 T - beginTick =HAL_GetTick();3 F% S( L$ `2 t( N) S9 C! I, s
- HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);6 c l' j& Z! [1 E/ b; [; ]# Q
- curSysTick =SysTick->VAL;
0 `; g% @- K$ b/ t5 v2 _ - if(HAL_FLASHEx_Erase_IT(&EraseInitStruct)!= HAL_OK) //擦除sector81 [ d3 f/ O3 g- |* c
- {
$ }' ^# ?3 V! U- _! U4 Y - Error_Handler();
o- J5 |4 O2 s - }
5 r& Y' I# \, l$ u; v8 K - endSysTick =SysTick->VAL; // curSysTick, endSysTick保存着SysTick寄存器的值+ v G2 W9 D/ L7 ]% f; m
- HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET); //PC8波形表示擦除FLASH的时间间隔
! U# f/ H6 w, [+ Y9 e - endTick =HAL_GetTick(); // beginTick, endTick保存着全局变量Tick的值
* ?: ~! K& d6 r# \, j - g_TickCount =endTick -beginTick; //变量Tick的时间差
5 e& X* Y1 D, v+ b- c# P - HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);" _5 e- W; i! m2 r; l4 p( {+ u) `
- /* USER CODE END 2 */) W) P. w1 w9 o6 c8 P
- /* Infinite loop */8 c) p4 ~* b; `* I2 C
- /* USER CODE BEGIN WHILE */
: ^0 H, Q6 l8 z3 ~ - while (1)" I* A) g4 O' u7 o& q
- {+ M$ Z6 I# V4 W- v
- /* USER CODE END WHILE */
% ^' S, `; |# B R8 Y - /* USER CODE BEGIN 3 */% i( A$ d+ o5 D; W4 N+ R- ~
- if (HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg) != HAL_OK)9 M% f1 [' a3 q5 r/ M5 k
- {
$ ]% D/ i' T* ]6 Q1 r/ p - /* Refresh Error */3 _: ^8 t4 {: D& D4 c" W
- Error_Handler();8 \! n2 s- A- j% t( Q/ x. Y
- }
! l7 T8 v- _! n& Z& a - HAL_Delay(10);' \7 Y! x3 e* b8 B5 `
- }* b$ d* Q2 j8 @& Q, N
- /* USER CODE END 3 */
8 O, ^$ j" C5 z! D; E- F! m9 q - }
复制代码 ' ]) T* k7 c ~; }& C+ m6 R! @+ C* k
此外,同时在每个SysTick中断输出一个波形,用来检测SysTick是否正常:
R" T) d" m0 K- void HAL_SYSTICK_Callback(void)) v! Q% ^" E) f, c
- {
8 ^$ ^6 I" T7 O8 v" T - HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_11);//用PA11来检测SysTick波形 X" ~2 L% \7 I1 p# S% m ?
- }
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+ F8 Z$ G* \8 ~
, U; g! k) u# ~# C. v& y( r9 I! X 最终得出如下波形0 S) V' N# t3 p! L
图1 擦除FLASH时间与SysTick输出波形
7 s& l7 _3 L8 y5 r8 Z$ \ 如上图,黄色为PC8脚波形,表示擦除FLASH的时间,下面蓝色为PA11管脚波形,表示SysTick波形。; e4 N, t- r, h2 a/ b. z3 X# J
从上图可以看出擦除sector8所需要的时间是800ms,这个与客户认为的2ms是不一致的。查看STM32F412的数据手册,在第6.3.12节中可以看到如下信息:; ~! ^) }" j8 X
4 e; X+ W `; P# O/ q
图2 擦除FLASH扇区所需要的时间
6 F; l, |2 e7 b! B, r 如上图,在PSIZE=32时,擦除一个128K的扇区需要大概1S(典型值)的时间,而我们从图1中实际测出的为800ms,这个基本相差不大,单与客户认为的2ms相去甚远,基本上我们认为这里的800ms是正确的结果,但是这个又是什么原因导致客户通过SysTick测出的值是错误的呢?
5 P' Y3 N- t: S2 {5 X9 Z& x2 _1 F, d6 I, b; I$ M+ a9 _- p
实际上,从图1我们也可以看出,在擦除FLASH的期间,SysTick是没有波形的(见图1下面蓝色波形),同时在参考手册3.5节中有如下信息:+ s4 l! O+ g p' H B
8 p/ u3 g: i$ v( W5 I图3 参考手册中关于擦除扇区的描述 2 y4 B/ f) r. |( R9 g; E; {& d
这句话的意思是说,在擦除FLASH的期间,若尝试读取FLASH,则会被暂停,实际这个”读取”是指取指,我们都知道,程序的执行首先得通过从FLASH中通过I-BUS取出指令后才可以执行。这里SysTick之所以会被暂停掉,就是因为在擦除FLASH期间,为了执行SysTick中断例程,内核会尝试从FLASH取指,从而导致被暂停掉,进而全局变量uwTick的值没有机会增加。下图是调试界面:
) f) S0 M7 I( w# R
, b @2 p+ n6 e图4 调试
W0 B, U |% Z 如上图,在执行擦除扇区后,SysTick的全局变量uwTick就增加了1,但SysTick在内核中的寄存器还是有变化的。这个与我们的预想一致。
t$ D9 v7 N& U T! s
7 [& w5 E) ]# I0 ]8 E/ c 最后客户通过每擦除一个扇区喂一次狗的方式解决了问题,而在此期间不能依靠SysTick的值来计算时间。
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4 J; x2 _- I4 ?3 s, |3 结论
( r6 @: D# j* A G1 R% g7 i 在擦除FLASH期间,取指操作会被暂停掉,且SysTick所对应的全局变量uwTick值是不会增加的。另外,通过函数HAL_FLASHEx_Erase_IT()来执行擦除FLASH和通过函数HAL_FLASHEx_Erase()所花费时间没有差别,只不过前者在擦除完成后会产生一个中断,而后者没有。可以通过外设RTC来计算擦除FLASH的时间,从而
/ B# i( ]$ q% M
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