【实战经验】使用STM32F427的CCM RAM时遇到的问题

zero99

前言
想写这篇文章的起因是因为有客户在使用CCM RAM的过程中遇到了问题。客户用的是STM32F427芯片，程序将CSTACK放在CCM RAM中，结果测试过一段时间的板子都出现了不能正常运行的情况。这个现象一度让我们怀疑是否是CCM RAM在测试过程中遭到了破坏，也导致我们在解决问题的道路上浪费了不少时间。事实证明我们的CCM RAM并没有那么脆弱，而解决问题时多从多个角度进行验证，不要放过所有的出问题的可能性也很重要。出问题的原因我会在本文中进行解释。但在具体讨论这个问题之前，我想先介绍一下STM32F427这款芯片上的CCM RAM。

CCM RAM介绍
ST的STM32F303, STM32F358, STM32F328, STM32F334系列和STM32F4的Advanced line系列芯片里都有CCM(Core Coupled Memory) RAM。但仔细看系统架构图会发现F3和F4的CCM RAM还是有不一样的地方。如下面是STM32F303和STM32F427的架构图：

F3和F4的CCM RAM都只能内核能访问，DMA主设备没有连接到CCM RAM所以不能访问CCM RAM。但是从上图我们还能看到，对于F303的CCM RAM它连接到了数据总线和指令总线上，所以F303的CCM RAM既可以放数据也可以执行代码。但是F427的CCM RAM只连接到了数据总线，所以F427的CCM RAM不能执行代码。这一点需要注意。
数据和代码放在CCM RAM的好处是，访问和执行的速度更快。www.stmcu.com.cn网站上可以下载到AN4296的中文版本，这篇应用手册里详细说明了怎么从F303的CCM RAM里执行代码。在这里，我就不再赘述了。下面就来讲讲前面在F427上遇到的问题。

客户问题描述
客户的问题是在做了一段时间的测试后出现的。 一批板子全部出问题。客户方面进行分析后用了一段简单的点灯程序进行测试，发现当CSTACK放在不同的位置时程序表现不一样。CSTACK放在SRAM中时，工作正常，但放在CCM RAM中就不能正常运行。从这个现象看很像是CCM RAM出问题了，而恰好只有经过测试的板子有问题，其他板子全部没有问题。

测试过程
拿到客户的板子和测试代码后很容易就重现了客户描述的现象。
首先检查了客户测试代码中的link文件。发现link文件写的没错。

首先定义一个CCMRAM_region,
然后通过”place in CCMRAM_region {block CSTACK};” 声明将CSTACK放在CCM RAM中。
但在接下来的测试中发现了一些新的现象。
测试一：
首先测试过程中发现板子连着ST-LINK在debug状态下时，能正常运行。
只有断开ST-LINK,重新上电后就不能正常工作了。
测试二：
为了确认CCM RAM是不是真的坏了。另外写了一个程序，将CSTACK放在SRAM中，然后在程序运行的时候对CCM RAM地址空间进行遍历，对地址0x10000000 到0x1000FFFF空间逐次进行读写操作。发现程序正常运行，CCM RAM的读写正常。
实验做到这里，基本可以确定CCM RAM没有损坏。但为什么CSTACK不能放到CCM RAM中呢？
然后我们又做了第三个实验。
测试三：
对比拿到的坏板子的Option bytes的值与默认值。逐个检测不同的位是否和问题相关。发现BFB2这位的状态会影响程序的运行。如果清除该位，即使将CSTACK放在CCM RAM中，程序也能正常运行。

原因分析
从上面的测试结果，发现问题跟Option bytes中的BFB2的状态有关。查询BFB2位的作用后搞清了问题的原因。
我们先来说说BFB2做什么用。STM32F427的Flash支持双Bank. BFB2可以用来切换启动时从Bank2启动。我们来看看参考手册中的描述：

如果想从Flash Bank2启动，必须将BFB2位置1。如果此时boot引脚的配置是从用户Flash启动，芯片将先从系统bootloader启动，然后跳转到Bank2执行。
然后在其提到的AN2606中，我们看到BFB2置1时的启动流程，发现了问题所在。见下图：


当BFB2置1时，在跳转到用户代码（Bank2或者Bank1）之前，系统bootloader会检查栈顶的位置是否在SRAM区域，也就是检查是否落在0X20000000开头的地址。如果不是，就会一直停在bootloader中，不继续执行。这也就是我们前面看到的程序不能正常运行的原因。
当将BFB2位清除后，问题马上解决了。而且对比当CSTACK设置在CCM RAM时还能正常工作的板子，发现这一位都是没有置1的。
找到程序不能正常运行原因后，我们也从错误的方向回到正途，开始找Option bytes被修改的原因了。

文档下载

更多实战经验

jackten

谢谢分享                        

leo121_3006061

非常好的实战经验,谢谢分享

五哥1

这个很棒呀

lili0000

收藏了  谢谢

wolfgang2015

CCM 高级~~~

五哥1

这个没有写完，继续呀

PaulRambo

博主，非常欣赏您这一系列的实战经验，受益匪浅。我现在使用STM32L476-Nucleo开发板测试双Bank启动，使用的是官方代码《AN4767-STM32L_Dualbank_flash_memory_fieldupgrade》执行了menu里面序号未6 的 “Toggle the system bank selection”之后就无法运行了，查了一下，跟您的情况一样，BFB2位被置位了。请问您是怎样清除的？
我想恢复到Bank1启动怎么操作？

keith527

非常感谢

keith527

非常感谢