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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
" L: [( y5 u! q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。5 \" ]9 V1 g6 G5 |

' W0 G% N9 n- mCCM RAM介绍& \% W% ?3 E3 ^4 A  D
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:
! M9 H3 K: |( M- H. k/ k
71.jpg
2 `3 s: \+ i* Y. c, y! G7 c% Z: lF3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。$ }$ d, t. n' ~# I) M5 w9 W
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。% v; H  B7 M- z/ P4 W6 \. f" Z

& [! D; P' I- R/ m客户问题描述& y* i6 Z6 q) q
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。
5 [3 C" M8 L4 O& X# J1 Z  ?5 U8 ^' e2 X
测试过程
# x& V- ^: s& Y: {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。
; `0 _2 m1 k9 o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。
# W; p5 z6 ]- Q5 N. Z) o, d
72.png
& ]; u! o# m7 y5 U首先定义一个CCMRAM_region,, l$ b1 ]9 G1 I' u8 N  v  M
然后通过”place in CCMRAM_region {block CSTACK};” 声明将CSTACK放在CCM RAM中。( X- B! Q8 ^' c/ J2 y* D
但在接下来的测试中发现了一些新的现象。. }, x. E5 X, t0 E9 X
测试一:
6 E6 v+ N- F! o, n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。
) r, f5 A' W, U6 o8 n只有断开ST-LINK,重新上电后就不能正常工作了。
3 _; X2 W8 A: r  I4 `0 B& W测试二:
3 {5 A0 F, o1 c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。
! H, B6 y# j5 |% T. u* n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?
7 y) d& _3 e: e) v$ x( p' L8 d然后我们又做了第三个实验。4 k7 ]4 {6 O6 o6 e
测试三:& c, }) U7 |2 E3 Q
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。
8 k5 X& z& a. H  `5 a  l7 K+ I4 m" O7 |. F% t0 o
原因分析+ M+ y6 ?+ n4 k3 R: r
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。+ v  f2 J/ m8 S, C
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:5 T0 D3 m7 }/ M" Q
73.jpg
9 X/ J1 v! F6 ?& F8 V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。! E' ]- y# d3 N# ^/ F& V' @0 C& a+ ]9 _
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:# a- u! p5 Q4 |% ^
74.png
1 T1 U7 {' o5 h0 Q/ ^4 q# X* o9 ?1 A5 z
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。
+ L, b; j8 C" s0 i4 W3 U3 O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。% h+ R0 m8 `, ^6 u5 n
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。# U5 V% F( E" C1 @

+ o! A% j+ U' P+ Q* F文档下载+ o3 u. O# l: e4 v, D& X
  q9 Y  T* m3 b3 b# ]
更多实战经验2 d6 f. _% }0 H% Z, K$ C
4 A/ n* r& j8 X9 C3 D$ ~2 R$ _

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使用STM32F427的CCM RAM时遇到的问题.pdf

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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?
6 Q5 J* F9 P5 t7 v! m3 Q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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