1. 问题描述

客户反馈，使用STM32H563的data flash(high-cycle data flash)，在还没有写入任何数据之前去读取data flash，会触发hardfault异常。

2. 问题分析

我们尝试在NUCLEO-H563ZI板上重现问题，直接使用STM32CubeH5包内的示例工程：STM32Cube_FW_H5_V1.4.0\Projects\NUCLEOH563ZI\Examples\FLASH\FLASH_EDATA_EraseProgram。

此示例代码的大体流程如下：

1> 系统启动后，初始化系统时钟。

2> 配置OB，将FLASH bank1的最末尾的8个sector配置为high-cycle flash。如下红框所示：

▲ 图1. 配置末尾8个sector为data flash

3> 擦除所有8个high-cycle data flash扇区。

4> 往8个data flash扇区写入数据0xAA55(半字)。

5> 最后读出8个data flash扇区的数据进行检查。

这里有一个细节，每次编程只写半字数据，为什么是半字呢？那是因为data flash区域每16bit对应一个6位的ECC校验。当然你要是写一个32bit的字也是可以的。

为了模拟客户的问题，我们将第4>步骤跳过，即在擦除扇区后，直接读取扇区内数据。最终重现了问题：

▲ 图2. 触发了NMI异常

此时查看FLASH的FLASH_ECCDETR寄存器：

▲ 图3. FLASH_ECCDETR寄存器

从寄存器内容可看出，此时触发了EDATA_ECC double error错误。刚擦除了data flash不能立即读取吗？于是在参考手册上找到如下对应内容：

如上图参考手册内容所描述，当data flash为virgin word时(比如刚擦除完，还未写入任何数据)，此时若去访问它，当触发ECC错误，只有编程后（no more virgin），ECC错误才会消失。

至于读取data flash时，触发ECC错误时，寄存器中显示的内容为什么是0xf000？这个在参考手册中也能找到对应内容:

可见，FLASH_ECCDETR寄存器的ADDR_ECC中显示的地址并不是简单地将flash地址直接显示，而是有一定的规则。代码中访问的是0x09000000U位置就触发了data flash ECCD错误，它对应的是Data area sector 7的起始位置，如上表所示，对应0xF000，此扇区对ECC错误记录范围为0xF000~0xF1FF。

3. 解决方法

知道了原因，再去解决就比较容易了。解决方法有两个：

1> 确保代码中每次读取data flash之前必须先写入数据。

2> 屏蔽ECC错误在读取data flash之前，执行如下代码：如此一来，虽ECC错误仍然存在（已忽略），但不再触发NMI中断。

4. 其它

与data flash具体类似特性的还有OTP，它也是若写任何数据前就去读取其内容也会触发ECCD错误，从而导致NMI异常。

另外，对于data flash，访问它要关闭其对应的缓存属性。这个在示例中也有相关代码，比如：

/** * @brief Configure the MPU attributes as non-cacheable for Flash high-cycle data area * @note The Base Address is Flash high-cycle data area * @param None * @retval None */static void MPU_Config(void){ MPU_Attributes_InitTypeDef attr; MPU_Region_InitTypeDef region; /* Disable MPU before perloading and config update */ HAL_MPU_Disable(); /* Define cacheable memory via MPU */ attr.Number = MPU_ATTRIBUTES_NUMBER0; attr.Attributes = 0 ; HAL_MPU_ConfigMemoryAttributes(&attr); /* BaseAddress-LimitAddress configuration */ region.Enable = MPU_REGION_ENABLE; region.Number = MPU_REGION_NUMBER0; region.AttributesIndex = MPU_ATTRIBUTES_NUMBER0; region.BaseAddress = EDATA_USER_START_ADDR; region.LimitAddress = EDATA_USER_END_ADDR; region.AccessPermission = MPU_REGION_ALL_RW; region.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; region.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(®ion); /* Enable the MPU */ HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);}

若不如此做，则当访问data flash时，将触发hardfault中断。

▲ 图4. 若不关闭缓存属性，访问data flash将触发hardfault

与这个类似的还有OTP，和readonly data（比如芯片UID）。若对应地址没关闭缓存直接读取也会触发hardfault。