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实战经验 | LAT1585 STM32H5在使能TrustZone下实现High-Cycle的数据存储

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STMCU-管管 发布时间:2026-3-13 10:33

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概述

STM32H5系列(H503除外)提供高达96KBytes的EDATA内存区域,支持高达10万次的擦写周期,可用于存储数据和模拟EEPROM功能。该区域通过AHB系统总线访问,地址范围为0x09000000~0x09017FFF,映射于闪存Bank1和Bank2的最后8个(或4个)扇区。

其核心特性包括:

  1. 6位ECC纠错:保障数据可靠性,支持16位读写粒度。
  2. 扇区大小调整:由于增加的ECC位,数据区扇区大小缩减至6KB。
  3. 双Bank独立配置:通过寄存器独立设置Bank1/Bank2的数据区起始位置,默认全空间用于代码存储。

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实验内容

在STM32CubeH5的固件包中,官方提供了一个例程。

例程路径示例:

STM32Cube_FW_H5_V1.4.0\Projects\NUCLEOH563ZI\Examples\FLASH\FLASH_EDATA_EraseProgram

该例程是基于TrustZone没有激活的场景。本文将介绍如何在激活TrustZone的架构中,实现S侧操作Bank1的48KB的EDATA,NS侧操作Bank2的48KB的EDATA,以供大家参考使用。

2.1. 创建工程

首先我们通过STM32CubeMX创建基于STM32H5的激活TrustZone的基础工程,这里以NUCLEO-H563ZI实验板为硬件来验证结果。

image.png

▲ 图1. 选择目标芯片

image.png

▲ 图2. 创建TrustZone工程

image.png

▲ 图3. 选择STM32CubeIDE

在STM32CubeMX中,我们不需要配置任何外设,创建完工程后可以直接生成代码,然后编译,正常的话,工程是可以编译通过的。

然后我们按照官方的例程,复制相关代码,这里主要是复制HAL_FLASH_Unlock、EDATA的擦除(HAL_FLASHEx_Erase)、EDATA的写入(HAL_FLASH_Program)、还有结果的验证(Check_Flash_Content)、这个过程中要处理对应的编译错误(主要是对应的变量的申明和宏定义也需要复制过来即可,在此不展开细说)。

此时,我们就可以得到相关复制代码,且能够通过编译的工程,但是呢,此时还不能成功的操作EDATA,接下来我们还要完成TrustZone相关的配置。

2.2. TrustZone相关配置

  1. EDATA的操作地址

以下是RM0481中关于STM32H563ZI(2MByte-Flash)的EDATA的memory map。

image.png

▲ 图4. Flash High-Cycle的内存分布

从这张图中可以看出,当Bank1中的最后8个sector被定义为EDATA时,我们在S侧操作EDATA时,其对应的地址为0x0D0xxxxx,NS侧操作EDATA时,对应的地址为0x090xxxxx。

  1. 因为CubeMX生成的默认工程中,将NSC区域定义在bank1的最后的8K空间中,但是现在bank1的最后48K被用于EDATA了,所以我们需要通过调整S侧工程的ld文件,将NSC区域的位置调整到Bank1的尾部48K之前去,修改代码如下高亮部分所示:

image.png

  1. 在TrustZone结构中操作EDATA区域时,要遵循EDATA区域的保护规则,如下表所示,S侧操作EDATA时,需要开启SecBB的保护,NS侧操作EDATA时,则不能有SecBB的保护。

image.png

▲ 图5. Flash High-Cycle的保护

以下是为Bank1的全部48KByte的EDATA区域使能SecBB保护的示例代码:

FLASH_BBAttributesTypeDef FLASH_BBAttributesStruct; FLASH_BBAttributesStruct.BBAttributesType = FLASH_BB_SEC; FLASH_BBAttributesStruct.BBAttributes_array[3] = 0xFF000000; FLASH_BBAttributesStruct.Bank = FLASH_BANK_1; if(HAL_FLASHEx_ConfigBBAttributes(&FLASH_BBAttributesStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); }

特别要注意的是,SecBB的配置需要在安全侧完成,下图是SecBB寄存器的访问规则,并且SecBB的范围不能和Flash Watermark有重叠。

image.png

▲ 图6. SecBB寄存器的访问条件

2.3. 其他注意事项

  1. 如果程序中开启了ICACHE,还需要为EDATA区域设置MPU的保护。

以下是设置MPU的示例代码:

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);}
  1. 编译顺序:TrustZone架构中,需要先编译S工程,然后再编译NS工程;但下载不区分先后顺序。

2.4. 选项字节的配置

除了代码有安全的配置外,对于TrustZone架构中,芯片的选项字节同样也要有对应的配置。

  1. 使能TrustZone

image.png

▲ 图7. 使能TrustZone

  1. 配置Flash Watermark

image.png

▲ 图8. 配置Flash Watermark

  1. 配置EDATA

image.png

▲ 图9. 配置EDATA

在完成上述配置之后,我们便可以将S和NS的程序分别下载到芯片中,然后按下开发板的复位按钮。

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验证

在代码中,我们分别向两个EDATA区域写入了0xAA55AA55的值,所以现在我们可以通过STM32CubeProgrammer来验证EDATA区域写入的结果。注意要使用“under reset”的模式连接芯片查看。

image.png

▲ 图10. NS侧EDATA数据

image.png

▲ 图11. S侧EDATA数据

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小结

本文实验附有完整的实验工程供大家直接使用。在TrustZone结构中,代码通常会多出一些安全的属性设置,本文仅针对常见场景设置,在实际操作中还可能涉及到privileged/unprivileged等访问规则以及DMA的配置,大家根据应用灵活配置即可,希望对大家有所帮助。

点击按钮下载《STM32H5在使能TrustZone下实现High-Cycle的数据存储》原文档。

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