在 STM32F4XX 上写入非易失性存储器而不中断 UART 中断执行

Question

我在 UART 外围设备上有几个 OVERRUN 错误，因为我一直在接收 UART 数据，而 我的代码因为我在闪存上执行写操作而停止。

我正在为 UART 使用中断，并在应用笔记AN3969 中对此进行了解释：

EEPROM 仿真固件从内部 Flash 运行，因此可以访问 闪存将在需要闪存擦除的操作期间停止或 编程（EEPROM 初始化、变量更新或页擦除）。作为 结果，应用程序代码没有被执行并且中断 无法提供服务。

这种行为对于许多应用程序来说可能是可以接受的，但是对于 具有实时约束的应用程序，您需要运行关键的 从内部 RAM 处理。

在这种情况下：

1. 在内部 RAM 中重新定位向量表。
2. 从内部 RAM 执行所有关键进程并中断服务例程。编译器提供了一个关键字来声明函数 作为 RAM 功能；该函数从 Flash 复制到 RAM 系统启动就像任何初始化变量一样。重要的是要 请注意，对于 RAM 函数，所有使用的变量和调用 函数应该在 RAM 中。

所以我在互联网上搜索并找到了AN4808，它提供了有关如何在闪存操作时保持中断运行的示例。

我继续修改我的代码：

链接器脚本：将向量表添加到 SRAM 并定义 .ramfunc 部分

/* stm32f417.dld */
ENTRY(Reset_Handler)

MEMORY
{
    ccmram(xrw)       : ORIGIN = 0x10000000, LENGTH = 64k
    sram              : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 112k
    eeprom_default    : ORIGIN = 0x08004008, LENGTH = 16376
    eeprom_s1         : ORIGIN = 0x08008000, LENGTH = 16k
    eeprom_s2         : ORIGIN = 0x0800C000, LENGTH = 16k
    flash_unused      : ORIGIN = 0x08010000, LENGTH = 64k
    flash             : ORIGIN = 0x08020000, LENGTH = 896k
}

_end_stack = 0x2001BFF0;

SECTIONS 
{
  . = ORIGIN(eeprom_default);
  .eeprom_data :
  {
    *(.eeprom_data)
  } >eeprom_default

  . = ORIGIN(flash);

  .vectors :
    {
        _load_vector = LOADADDR(.vectors);
        _start_vector = .;
        *(.vectors)
        _end_vector = .;
    } >sram AT >flash

    .text :
    {
        *(.text)
        *(.rodata)
        *(.rodata*)
        _end_text = .;
    } >flash

    .data : 
    {
        _load_data = LOADADDR(.data);
        . = ALIGN(4);
        _start_data = .;
        *(.data)
    } >sram AT >flash


    .ramfunc :
    {
        . = ALIGN(4);
        *(.ramfunc)
        *(.ramfunc.*)
        . = ALIGN(4);
        _end_data = .;
    } >sram AT >flash

    .ccmram :
    {
        _load_ccmram = LOADADDR(.ccmram);
        . = ALIGN(4);
        _start_ccmram = .;
        *(.ccmram)
        *(.ccmram*)
        . = ALIGN(4);
        _end_ccmram = .;
    } > ccmram AT >flash

    .bss :
    {
        _start_bss = .;
        *(.bss)
        _end_bss = .;
    } >sram

    . = ALIGN(4);

    _start_stack = .;


}

_end = .;
PROVIDE(end = .);

Reset Handler：添加了向量表副本 SRAM 并定义了一个 .ramfunc 部分

void Reset_Handler(void)
{
  unsigned int *src, *dst;

  /* Copy vector table from flash to RAM */
  src = &_load_vector;
  dst = &_start_vector;
  while (dst < &_end_vector)
    *dst++ = *src++;

  /* Copy data section from flash to RAM */
  src = &_load_data;
  dst = &_start_data;
  while (dst < &_end_data)
    *dst++ = *src++;

  /* Copy data section from flash to CCRAM */
  src = &_load_ccmram;
  dst = &_start_ccmram;
  while (dst < &_end_ccmram)
    *dst++ = *src++;

  /* Clear the bss section */
  dst = &_start_bss;
  while (dst < &_end_bss)
    *dst++ = 0;

  SystemInit();
  SystemCoreClockUpdate();

  RCC->AHB1ENR = 0xFFFFFFFF;
  RCC->AHB2ENR = 0xFFFFFFFF;
  RCC->AHB3ENR = 0xFFFFFFFF;
  RCC->APB1ENR = 0xFFFFFFFF;
  RCC->APB2ENR = 0xFFFFFFFF;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOCEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIODEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOEEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOFEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOGEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOHEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOIEN;
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_CCMDATARAMEN;

  main();

  while(1);
}

system_stm32f4xxx.c : 未注释的 VECT_TAB_SRAM 定义

/*!< Uncomment the following line if you need to relocate your vector Table in
     Internal SRAM. */
#define VECT_TAB_SRAM
#define VECT_TAB_OFFSET  0x00 /*!< Vector Table base offset field. 
                                   This value must be a multiple of 0x200. */

添加了 RAMFUNC 的定义来设置部分属性：

#define RAMFUNC __attribute__ ((section (".ramfunc")))

在 UART 相关函数和原型之前添加了 RAMFUNC，以便从 RAM 中运行。

RAMFUNC void USART1_IRQHandler(void)
{
  uint32_t sr = USART1->SR;
  USART1->SR & USART_SR_ORE ? GPIO_SET(LED_ERROR_PORT, LED_ERROR_PIN_bp):GPIO_CLR(LED_ERROR_PORT, LED_ERROR_PIN_bp);
  if(sr & USART_SR_TXE)
  {

    if(uart_1_send_write_pos != uart_1_send_read_pos)
    {
      USART1->DR = uart_1_send_buffer[uart_1_send_read_pos];
      uart_1_send_read_pos = (uart_1_send_read_pos + 1) % USART_1_SEND_BUF_SIZE;
    }
    else
    {
      USART1->CR1 &= ~USART_CR1_TXEIE;
    }
  }

  if(sr & (USART_SR_RXNE | USART_SR_ORE)) 
  {
    USART1->SR &= ~(USART_SR_RXNE | USART_SR_ORE);
    uint8_t byte = USART1->DR;
    uart_1_recv_buffer[uart_1_recv_write_pos] = byte;
    uart_1_recv_write_pos = (uart_1_recv_write_pos + 1) % USART_1_RECV_BUF_SIZE;
  }
}

我的目标在 RAM 中使用矢量表和 UART 功能正常运行，但我仍然在 USART 上出现溢出。在执行闪存写入操作时，我也没有禁用中断。

我也尝试从 CCM RAM 而不是 SRAM 运行代码，但我在 this post 上看到代码无法在STMF32F4XX 上的 CCM RAM 上执行...

有什么想法吗？谢谢。

Answer 1

任何在写入操作正在进行时尝试从闪存读取都会导致总线停止。

为了不被闪存写入阻塞，我认为不仅中断代码，而且被中断的函数也必须从 RAM 中运行，否则内核无法进入可能中断的状态。

尝试将闪存处理代码重新定位到 RAM。

如果可能，我建议切换到具有两个独立闪存组的 MCU，例如引脚和软件兼容的 427/429/437/439 系列。您可以将一个 bank 用于编程代码，另一个用于类似 EEPROM 的数据存储，然后写入第二个 bank 不会干扰从第一个 bank 运行的代码。