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【实战经验】使用STM32F427的CCM RAM时遇到的问题

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zero99 发布时间:2017-1-4 17:53
前言
# Q* `5 n  T1 f* V; m. @' C6 F' x( j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。9 R" a0 @0 A; R) _
1 d# M' z6 e2 v* \' z4 r
CCM RAM介绍+ _" s8 S/ W# O8 r( b3 s0 `
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:
/ A# t/ D2 o5 X
71.jpg
' `: ~. f& i* P5 U1 V  Q# dF3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。
# e! c' u( |7 N  O& \3 D2 m1 O8 _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。
# O' I9 r9 |& n
* U: }; s8 e  \; p9 a2 z( X  B- N客户问题描述
1 Z/ y/ u4 W/ S. \6 v4 ?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。
9 p# C4 e, I% e7 }8 q0 W4 \& ?- T4 x+ ?( e
测试过程
5 F7 Y- s; M* |5 d9 q% O0 j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。9 z9 x/ y( i8 l7 C; d8 Y" R- {
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。4 B2 g7 u: _: S
72.png 5 R, Z: s) l& W. b4 O( N! ^) Y
首先定义一个CCMRAM_region,
# [* C- u- O- e& p& Z% c然后通过”place in CCMRAM_region {block CSTACK};” 声明将CSTACK放在CCM RAM中。4 I4 i# m" @: ^  d; R5 ]6 u1 X; h
但在接下来的测试中发现了一些新的现象。
: q" Q( [$ |* B) J& t% s测试一:1 D/ z+ T/ X; x: M. Q" S2 g5 @
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。5 v0 v; G3 W7 [% b6 Q+ b
只有断开ST-LINK,重新上电后就不能正常工作了。$ G4 q% H8 w$ F0 z# E3 h3 P5 J
测试二:
, V, i) o" F. s0 o/ x4 b7 ]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。7 h8 D  h, C$ y( p3 `
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?
0 ~8 Y1 \$ t: L. d然后我们又做了第三个实验。
( ]1 `; X3 m4 i# U# F测试三:9 G* p' ~' P  i3 [! F6 g
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。
5 R% N' Y7 |" p. Z: V+ q5 Y2 m- ^
原因分析
  x. z1 M* ?! K" w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。
; u! ]6 j4 `& ~' j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:
" q5 e& n3 C% Y4 B1 h2 `" U8 e$ t
73.jpg
8 s9 T; I: `3 r' Y% J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。
1 b$ a7 Y$ }. S6 T* |0 o# ?8 J9 b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:
; ?* M! U% u0 ]5 q' P5 f* y# G  n# j
74.png + S( C) I' F" A- R$ e+ J7 U/ V

' x* G( J3 T/ b7 [- L6 \) r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。/ _! j% G: ]7 x1 |) a
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。
- r3 E% C$ {8 p, F; `2 ?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。
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文档下载& W1 R/ A0 x' w+ v

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收藏 3 评论10 发布时间:2017-1-4 17:53

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10个回答
jackten 回答时间:2017-1-4 18:04:55
谢谢分享                        
leo121_3006061 回答时间:2017-1-4 20:22:52
非常好的实战经验,谢谢分享
五哥1 回答时间:2017-1-4 22:28:39
这个很棒呀
lili0000 回答时间:2017-1-5 09:04:43
收藏了  谢谢
wolfgang 回答时间:2017-1-5 15:04:41
CCM 高级~~~
五哥1 回答时间:2017-1-6 23:24:48
这个没有写完,继续呀
PaulRambo 回答时间:2018-1-12 22:30:18
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?
1 I3 W) l, ]/ P$ s% {- X/ _我想恢复到Bank1启动怎么操作?

点评

本帖为ST FAE的实战分享,如有问题请单独发帖,大家一起学习交流~  发表于 2018-2-5 13:46
keith527 回答时间:2018-2-28 09:57:14
非常感谢
keith527 回答时间:2018-2-28 10:16:28
非常感谢
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