【经验分享】RAM 上电后初始值问题一例

STMCU小助手 · 2022-02-21T12:29:18+00:00

前言* }% L& _& F0 H" o! O' L; P 本篇 LAT 的内容简介了一个由 RAM 上电后初始值引起的问题。' s* w( m# `. V+ k) t& t + n# w, Z9 h+ ~- |9 F4 G2 p问题+ y+ ~7 u! t: O+ M+ k 客户反映，某产品试生产时出现问题，故障率在 10%左右。该故障可以复现，并且将芯片（MCU）更换到新的电路板也无法解决。因此，客户怀疑是芯片出现质量问题。 0 m# S4 |; M+ M) C+ a0 l ^: W! o/ h4 T( g+ `* v# m . V& {7 U9 E# p0 ?* @+ S' k 分析" p0 Y7 n& N5 c6 Y9 }. ]5 |. V 粗看下来，故障确实比较象是由于芯片本身质量引起的。但是仔细查看代码，发现程序中有一段值得怀疑。该部分代码利用 RAM 中某个字节的值来判断芯片是否发生过掉电，并据此执行不同的分支。一般而言，在芯片上电以后但是没有进行初始化之前，那么 RAM（这里不包括寄存器）中的值是随机的。客户开发时曾询问过这一点，所以开发时加以利用。8 | h; h, i/ [4 S9 g! ` 那么，究竟该怎么理解这个“随机”呢？ $ a: b/ [. U& D这里“随机”的意思是，任何值都是可能的。因此，当芯片发生若干次掉电上电时，对同一个 RAM 字节来说，里面的值可以每次都不一样，也可以每次都一样，也可以有时一样有时不一样。因此，应理解这个“随机”为“不保证为任何值”。 4 ~& T, w- c" J1 J而客户恰恰认为，既然是随机的，那么每次值都应该是不同的。# L/ `" H; e; f$ g3 Z - J- ^+ \+ P$ Y" J2 j* @; O, V3 T ( O' {! N( E, o6 v* v! v9 p处理3 c0 v! R# W) {4 | 综上分析过程，尽管思路是完全可行的，但是由于对“随机”的含义理解错误，所以程序中只判定RAM 中一个字节的值存在一定的风险。0 T% _$ ~$ k5 ~4 y6 }2 Q 解决方法是在判定条件中，将判断 1 个字节的值更改一下，例如判断 3 个字节（或者更多）的值是否相同（可以使用多数判决）。同时，选取这 3 个字节的时候，尽量使得它们的地址分散一些。这样，误判的概率就大大降低。 - B" V4 r2 \" o0 c/ S! \( s, T对于某些芯片来说，还有其他的判断方法。例如，对于 STM32 系列来说，在寄存器 RCC_CSR 寄存器中的最高位一般都是上电标志；此外，对于部分产品，还可以在 BKP_DR（或者是 RTC_BKP 之类，根据产品不同）寄存器中写入特定序列来判断。9 Q2 ]0 m) k2 {8 R / i; p" d; i/ x 4 x) l: x7 e1 t: N/ u( i) S 结论- g, O4 @) ^* G& ?' s2 ~9 @% m; }0 C 此例实际上是由于对“随机”一词的理解不同造成的问题，而非芯片质量问题。经过重新修改程序后，该问题不再出现。 + g* k* N5 Q/ N / V; a$ W0 X% F: l& G' A% O, M+ i

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STMCU小助手发布时间：2022-2-21 20:29

技术帖
文章封面:
文章简介:	RAM 上电后初始值问题一例

前言
本篇 LAT 的内容简介了一个由 RAM 上电后初始值引起的问题。

问题
客户反映，某产品试生产时出现问题，故障率在 10%左右。该故障可以复现，并且将芯片（MCU）更换到新的电路板也无法解决。因此，客户怀疑是芯片出现质量问题。

分析
粗看下来，故障确实比较象是由于芯片本身质量引起的。但是仔细查看代码，发现程序中有一段值得怀疑。该部分代码利用 RAM 中某个字节的值来判断芯片是否发生过掉电，并据此执行不同的分支。一般而言，在芯片上电以后但是没有进行初始化之前，那么 RAM（这里不包括寄存器）中的值是随机的。客户开发时曾询问过这一点，所以开发时加以利用。
那么，究竟该怎么理解这个“随机”呢？
这里“随机”的意思是，任何值都是可能的。因此，当芯片发生若干次掉电上电时，对同一个 RAM 字节来说，里面的值可以每次都不一样，也可以每次都一样，也可以有时一样有时不一样。因此，应理解这个“随机”为“不保证为任何值”。
而客户恰恰认为，既然是随机的，那么每次值都应该是不同的。

处理
综上分析过程，尽管思路是完全可行的，但是由于对“随机”的含义理解错误，所以程序中只判定RAM 中一个字节的值存在一定的风险。
解决方法是在判定条件中，将判断 1 个字节的值更改一下，例如判断 3 个字节（或者更多）的值是否相同（可以使用多数判决）。同时，选取这 3 个字节的时候，尽量使得它们的地址分散一些。这样，误判的概率就大大降低。
对于某些芯片来说，还有其他的判断方法。例如，对于 STM32 系列来说，在寄存器 RCC_CSR 寄存器中的最高位一般都是上电标志；此外，对于部分产品，还可以在 BKP_DR（或者是 RTC_BKP 之类，根据产品不同）寄存器中写入特定序列来判断。

结论
此例实际上是由于对“随机”一词的理解不同造成的问题，而非芯片质量问题。经过重新修改程序后，该问题不再出现。