關鍵字：STM32H5, data flash， high-cycle data, NMI

問題描述

客戶反饋，使用 STM32H563 的 data flash(high-cycle data flash)，在還沒有寫入任何數據之前去讀取 data flash, 會觸發 hardfault 異常。

1. 問題分析

我們嘗試在 NUCLEO-H563ZI 板上重現問題，直接使用 CubeH5 包內的示例工程 :
STM32Cube_FW_H5_V1.4.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\Examples\FLASH\FLASH_EDATA_EraseProgram
此示例代碼的大體流程如下 :

1> 系統啟動后，初始化系統時鐘。

2> 配置 OB, 將 FLASH bank1 的最末尾的 8 個 sector 配置為 high-cycle flash.如下紅框所示 :

圖1. 配置末尾 8 個 sector 為 data flash

3> 擦除所有 8 個 high-cycle data flash 扇區

4> 往 8 個 data flash 扇區寫入數據 0xAA55(半字).

5> 最后讀出 8 個 data flash 扇區的數據進行檢查

這里有一個細節，每次編程只寫半字數據，為什么是半字呢？那是因為 data flash 區域每16bit 對應一個 6 位的 ECC 校驗。當然你要是寫一個 32bit 的字也是可以的。

為了模擬客戶的問題，我們將第 4>步驟跳過，即在擦除扇區后，直接讀取扇區內數據。最終重現了問題 :

圖2. 觸發了 NMI 異常

此時查看 FLASH 的 FLASH_ECCDETR 寄存器 :

圖3. FLASH_ECCDETR 寄存器

從寄存器內容可看出，此時觸發了 EDATA_ECC double error 錯誤。剛擦除了 data flash不能立即讀取嗎？于是在參考手冊上找到如下對應內容:

如上圖參考手冊內容所描述，當 data flash 為 virgin word 時(比如剛擦除完，還未寫入任何數據), 此時若去訪問它，當觸發 ECC 錯誤，只有編程后(no more virgin), ECC 錯誤才會消失。

至于讀取 data flash 時，觸發 ECC 錯誤時，寄存器中顯示的內容為什么是 0xf000? 這個在參考手冊中也能找到對應內容:

可見，FLASH_ECCDETR 寄存器的 ADDR_ECC 中顯示的地址并不是簡單地將 flash 地址直接顯示，而是有一定的規則。代碼中訪問的是 0x09000000U 位置就觸發了 data flash ECCD 錯誤，它對應的是 Data area sector 7 的起始位置，如上表所示，對應 0xF000, 此扇區對 ECC?錯誤記錄范圍為 0xF000~0xF1FF.

2. 解決方法

知道了原因，再去解決就比較容易了。解決方法有兩個:

1> 確保代碼中每次讀取 data flash 之前必須先寫入數據。

2> 屏蔽 ECC 錯誤

在讀取 data flash 之前，執行如下代碼:
__HAL_RCC_SBS_CLK_ENABLE();
? ? ? ? HAL_SBS_FLASH_DisableECCNMI();

如此一來，雖 ECC 錯誤仍然存在(已忽略)，但不再觸發 NMI 中斷。

3. 其它

與 data flash 具體類似特性的還有 OTP, 它也是若寫任何數據前就去讀取其內容也會觸發 ECCD 錯誤，從而導致 NMI 異常。

另外，對于 data flash，訪問它要關閉其對應的緩存屬性。這個在示例中也有相關代碼，比如:

若不如此做，則當訪問 data flash 時，將觸發 hardfault 中斷。

圖4. 若不關閉緩存屬性，訪問 data flash 將觸發 hardfault

與這個類似的還有 OTP, 和 readonly data(比如芯片 UID). 若對應地址沒關閉緩存直接讀取也會觸發 hardfault.