1 前言
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。


2 问题分析
2.1 问题详情
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。


2.2 问题重现
使用 NUCLEO-F412ZG 板尝试重现客户问题，主要代码如下：

1. int main(void)
   
2. {
   
3. /* USER CODE BEGIN 1 */
   
4. uint32_t beginTick =0,endTick =0;
   
5. uint32_t curSysTick=0,endSysTick =0;
   
6. /* USER CODE END 1 */
   
7. /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
   
8. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
   
9. HAL_Init();
   
10. /* Configure the system clock */
    
11. SystemClock_Config();
    
12. /* Initialize all configured peripherals */
    
13. MX_GPIO_Init();
    
14. MX_IWDG_Init();
    
15. /* USER CODE BEGIN 2 */
    
16. if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_IWDGRST) != RESET) //如果是看门狗复位
    
17. {
    
18. /* Clear reset flags */
    
19. HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);
    
20. __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS();
    
21. Error_Handler();
    
22. }
    
23. HAL_FLASH_Unlock();
    
24. /* Fill EraseInit structure*/
    
25. EraseInitStruct.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_SECTORS;
    
26. EraseInitStruct.VoltageRange = FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;
    
27. EraseInitStruct.Sector = FLASH_SECTOR_8;
    
28. EraseInitStruct.NbSectors = 1;
    
29. // if(HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &SECTORError) != HAL_OK)
    
30. // {
    
31. // Error_Handler();
    
32. // }
    
33. beginTick =HAL_GetTick();
    
34. HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
    
35. curSysTick =SysTick->VAL;
    
36. if(HAL_FLASHEx_Erase_IT(&EraseInitStruct)!= HAL_OK) //擦除 sector8
    
37. {
    
38. Error_Handler();
    
39. }
    
40. endSysTick =SysTick->VAL; // curSysTick, endSysTick 保存着 SysTick 寄存器的值
    
41. HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET); //PC8 波形表示擦除 FLASH 的时间间隔
    
42. endTick =HAL_GetTick(); // beginTick, endTick 保存着全局变量 Tick 的值
    
43. g_TickCount =endTick -beginTick; //变量 Tick 的时间差
    
44. HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
    
45. /* USER CODE END 2 */
    
46. /* Infinite loop */
    
47. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
48. while (1)
    
49. {
    
50. /* USER CODE END WHILE */
    
51. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
52. if (HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg) != HAL_OK)
    
53. {
    
54. /* Refresh Error */
    
55. Error_Handler();
    
56. }
    
57. HAL_Delay(10);
    
58. }
    
59. /* USER CODE END 3 */
    
60. }

复制代码

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：

1. void HAL_SYSTICK_Callback(void)
   
2. {
   
3. HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_11);//用 PA11 来检测 SysTick 波形
   
4. }

复制代码

最终得出的波形如下:



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。


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:



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？

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：



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：



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。

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。


3 结论
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，从而绕开限制。