MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（三）
在上一章节中我们介绍了CPU寄存器检测的实现方法，本章节我们将给大家介绍RAM检测的实现方法。SRAM检测不仅检测数据区域的错误，还检测其内部地址和数据路径的错误。检测时由于需要执行软件算法(March-C)，会影响CPU的利用率，所以SRAM测试采用拓扑模式，按位阵列推进测试，阵列中的逻辑邻位（属于单字）物理上彼此分离，而带后续逻辑地址的字对在物理上却共享邻位，此时可采用按字测试的方法。
SRAM自检采用March-C算法，March-C是一种用于嵌入式芯片RAM测试的算法，是安全认证的一部分，可用于测试那些未被硬件奇偶校验覆盖的部分RAM。为了不影响MCU的运行，将RAM分成很多小块，每次测试其中一块, 先将要测试的块清零，然后按位逐位置1，每置一位，测试该位是不是1，是就继续，不是就报错；全部置完后，再逐位清0，每清一个位，测试该位清0是不是0，如果是就正确，不是就报错。如果是对工作区的RAM，数据需要保留，在RAM中开一个安全保留区，先对安全保留区March-C，然后把要测试的区的数据copy进安全区，再对要测试的工作区进行March-C，测试-- copy进安全区-- 测试-- copy进安全区...... 完成整个空间的测试。 在ClassB检测中，RAM自检也分为启动自检与运行自检两部分。
01 ClassB RAM启动自检
RAM在启动自检过程中会检测全部的RAM。算法中会用值（0x00000000）和值（0xFFFFFFFF）逐字填充，填充后读取出来比较看值是否相等。
具体的运行流程图如下：
主要有6步：
对所有测试单元写0 (按地址增加的顺序)
逐个检测每个单元是否为0，如果全为0，然后写为0xFF* (按地址增加的顺序)
逐个检测每个单元是否为0xFF*，如果全为F，然后写为0 (按地址增加的顺序)
逐个检测每个单元是否为0，如果全为0，然后写为0xFF* (按地址递减的顺序)
逐个检测每个单元是否为0xFF*，如果全为F，然后写为0 (按地址递减的顺序)
逐个检测每个单元是否为0(按地址递减的顺序) Class_FullRamMarchC
PUSH{R4-R7}
MOVSR4, #0x1 ; Test success status by default
MOVSR3,R2 ; setup inverted background pattern
RSBSR3, R3, #0
SUBSR3,R3, #1
; *** Step 1 ***
; Write background pattern with addresses increasing
MOVSR5,R0
__FULL1_LOOP
CMP R5,R1
BHI __FULL_RET
LDR R7,
STR R2,
LDR R6,
CMP R2,R6
BNE __FULL_ERR
STR R3,
LDR R6,
CMP R3,R6
BNE __FULL_ERR
STR R7,
ADDSR5,R5,#+4
B __FULL1_LOOP
; *** Step 2 ***
; Write background pattern with addresses decreasing
MOVSR5,R1
SUBSR5,R5,#+4
__FULL2_LOOP
CMP R5,R0
BLO __FULL_RET
LDR R7,
STR R2,
LDR R6,
CMP R2,R6
BNE __FULL_ERR
STR R3,
LDR R6,
CMP R3,R6
BNE __FULL_ERR
STR R7,
SUBSR5,R5,#+4
B __FULL2_LOOP
__FULL_ERR
MOVSR4,#0 ; error result
__FULL_RET
MOVSR0,R4
POP {R4-R7}
BX LR ; return to the caller
02 ClassB RAM运行自检程序
RAM在运行自检的过程中只检测部分RAM，不会检测全部的RAM。目前主要自检0x20000030-0x2000007B范围内的RAM以及0x20000000-0x2000001F缓冲区范围的RAM，具体的操作流程如下：
在mm32_RamMcMxKeil.c进行如下操作：
; ***************** test of the RAM slice *********************
MOVSR5, #0 ; NO - save content of the RAM slice into the backup buffer
__SAVE_LOOP
LDR R6,; load data offset
LDR R7,; load data from RAM
ADDSR5,R5,#4 ; original data are stored starting from second item of the buffer
STR R7,; (first and last items are used for testing purpose exclusively)
CMP R5, #20
BLE __SAVE_LOOP
; *** Step 1 ***
; Write background pattern with addresses increasing
MOVSR5, #0
__STEP1_LOOP
LDR R6,; load data offset
STR R2,; store background pattern
ADDSR5,R5,#4
CMP R5, #20
BLE __STEP1_LOOP
; *** Step 2 ***
; VerIFy background and write inverted background with addresses increasing
MOVSR5, #0
__STEP2_LOOP
LDR R6,; load data offset
LDR R7,; verify background pattern
CMP R7, R2
BNE __STEP_ERR
STR R3,; store inverted background pattern
ADDSR5,R5,#4
CMP R5, #20
BLE __STEP2_LOOP
在MDK工程的mm32_STLClassBvar.h文件中设置一些变量进行定址，并在工程配置中设定区域。
/* RAM location for temporary storage of original values at run time RAM transparent test */
EXTERN uint32_t aRunTimeRamBuf __attribute__((section("RUN_TIME_RAM_BUF")));
/* RAM pointer for run-time tests */
EXTERN uint32_t *pRunTimeRamChk __attribute__((section("RUN_TIME_RAM_PNT")));
EXTERN uint32_t *pRunTimeRamChkInv __attribute__((section("RUN_TIME_RAM_PNT")));
EXTERN uint32_t aGAP_FOR_RAM_TEST_OVERLAY __attribute__((section("RUN_TIME_RAM_PNT")));
/*Note:the zero_init forces the linker to place variables in the bsssection */
/*This allows the UNINIT directive(in scatter file)to work. On the contrary */
/* all Class B variables pairs should be initialized properly by user before using them */
/* Counter for verifying correct program execution at start */
EXTERN uint32_t CtrlFlowCnt __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN uint32_t CtrlFlowCntInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
/* Counter for verifying correct program execution in interrupt */
EXTERN uint32_t ISRCtrlFlowCnt __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN uint32_t ISRCtrlFlowCntInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
/* LSI period measurement at TIM5 IRQHandler */
EXTERN uint32_t PeriodValue __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN uint32_t PeriodValueInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
/* Sofware time base used in main program (incremented in SysTick timer ISR */
EXTERN uint32_t TickCounter __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN uint32_t TickCounterInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
/* Indicates to the main routine a 100ms tick */
EXTERN __IO uint32_t TimeBaseFlag __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN __IO uint32_t TimeBaseFlagInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
/* Indicates to the main routine a 100ms tick */
EXTERN __IO uint32_t LSIPeriodFlag __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN __IO uint32_t LSIPeriodFlagInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
/* Stores the Control flow counter from one main loop to the other */
EXTERN uint32_t LastCtrlFlowCnt __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN uint32_t LastCtrlFlowCntInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
/* Pointer to FLASH for crc32 run-time tests */
EXTERN uint32_t *pRunCrc32Chk __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN uint32_t *pRunCrc32ChkInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
/* Reference 32-bit CRC for run-time tests */
EXTERN uint32_t RefCrc32 __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
EXTERN uint32_t RefCrc32Inv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init));
EXTERN uint32_t LSI_Freq __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init));
/* Magic pattern for Stack oveRFlow in this array */
EXTERN __IO uint32_t aStackOverFlowPtrn __attribute__((section("STACK_BOTTOM"), zero_init)); 本帖最后由 laocuo1142 于 2021-6-2 10:33 编辑
很棒的小讲堂，每天学习一点点 在MDK的Options for Target 选项卡中进行如下配置：
在ClassBtest.sct文件中可以看到如下结果：
栈检查的操作原理：设定特定的值在栈底，当检测到栈底的数值发生变化了，就认为栈溢出了。
control_flow_call(STACK_OVERFLOW_TEST);
aStackOverFlowPtrn = 0xEEEEEEEEuL;
aStackOverFlowPtrn = 0xCCCCCCCCuL;
aStackOverFlowPtrn = 0xBBBBBBBBuL;
aStackOverFlowPtrn = 0xDDDDDDDDuL;
control_flow_resume(STACK_OVERFLOW_TEST);
/**
* @BriefThis function verifies that Stack didn't overflow
* @param: None
* @retval : ErrorStatus = (ERROR, SUCCESS)
*/
ErrorStatus STL_CheckStack(void)
{
ErrorStatus result = SUCCESS;
CtrlFlowCnt += STACK_OVERFLOW_CALLEE;
if ( aStackOverFlowPtrn != 0xEEEEEEEEuL )
{
result = ERROR;
}
if ( aStackOverFlowPtrn != 0xCCCCCCCCuL )
{
result = ERROR;
}
if ( aStackOverFlowPtrn != 0xBBBBBBBBuL )
{
result = ERROR;
}
if ( aStackOverFlowPtrn != 0xDDDDDDDDuL )
{
result = ERROR;
}
CtrlFlowCntInv -= STACK_OVERFLOW_CALLEE;
return (result);
}
以上代码是RAM自检的汇编代码，整个算法执行会花费一定时间，如果整个内存范围的测试时间太长，就会对用户应用程序造成较大的局限性，所以将其分成若干片段，这些片段与执行程序的本地区域相一致。对被测试区域进行动态修改，然后进行单独执行测试。检测出问题则会跳转后面的故障函数，可以添加对应的操作进行故障处理。
学习一下
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