药无尘 发表于 2021-11-15 13:02

干扰环境下 Flash 数据丢失

问题:
该问题由某客户提出,发生在 STM32F103VBT6 器件上。据其工程师讲述:其产品中使用了 STM32,已批量生产。 其部分
产品在交予客户使用一段时间之后出现故障。其工程师在对故障产品进行分析时发现, STM32 的 Flash 中部分数据丢失,原
数据皆被 0xFF 取代。丢失数据的 Flash 区间的地址不固定,大小也不固定,呈一定随机性。该现象只在车载环境下发生,而
在实验室无法复现。

药无尘 发表于 2021-11-15 13:03

调研:
检查硬件设计,核对 VDD、 VDDA、 VBAT、 Vref+、 Vref-、 VSS、 VSSA、 NRST、 BOOT0、 BOOT1 等管脚的周边电路设计,
未见异常。检查软件设计,发现其中有对 Flash 进行擦除和写入的操作,分别如表(二)及表(一)所示:


修改这两个函数,对函数体内的代码只保留其中的行( 1)、行( 2)、行( 3),其余全部删除。重新编译后更新到之前出现
问题的若干产品中,然后将这些产品安装到原来的工作环境中长期测试,结果显示更新软件后的产品不再出现 Flash 中数据
丢失的现象。

药无尘 发表于 2021-11-15 13:04

结论:
干扰造成 STM32 中的程序跑飞,从而错误的执行了对 Flash 进行擦除或写入操作的代码,最终导致 Flash 中的内容丢失。

药无尘 发表于 2021-11-15 13:04

处理:
软件中要保证对 Flash 擦除或写入的操作的可控性,要有严格的逻辑验证,否则最好不要在软件加入这样代码。

药无尘 发表于 2021-11-15 13:05

建议:什么是可控性?如何做到严格的逻辑验证?在这个问题上不妨借鉴一下成功的案例:美国导弹核潜艇上对导弹发射按钮的管
理。核武器的威力是强大的,发射按钮的管理权掌握在单个人的手里是可怕的。为了避免如此危险的武器被滥用,在导弹核
潜艇上,导弹的发射按钮是由三个人共同管理的。艇长、副艇长各有一把钥匙,武控官掌握着口令。发射导弹时,必须由武
控官输入口令,然后艇长、副艇长同时用各自的钥匙操纵各自的按钮,导弹才得以发射。考虑特殊的情况,如果某个人通过
特别的手段同时掌握了两把钥匙和口令,能否发射导弹?答案是不能。因为艇长、副艇长和武控官各自的作业位置相距很远,
而且有时间限制,一个人是无法完成这三项作业的。如果艇长、副艇长和武控官合谋叛乱又如何呢?还是发射不了导弹。因
为发射导弹的另一半口令和导弹的瞄准参数根本不在潜艇上,只有在下达核攻击命令时才通过密文发给潜艇。甚至,在导弹
发射之后,艇上人员也无从知到它将飞往何处,也控制不了。这样,强大的武器最终掌握在中央指挥机关的手里。回到
STM32 的问题,如表(一)、表(二)所示的函数,谈不上逻辑验证,一旦被调用会好不犹豫的执行下去,而不在乎调用是
合法的还是非法的。为了避免 Flash 被误擦、误写, STM32 在硬件设计上是有所考虑的,就是在擦除或写入之前,必须验证
口令,如果口令不对 Flash 控制器拒绝相应的操作。然而,表(一)、表(二)所示的函数中,口令的验证形同虚设,没有
起到应有的作用。因为,在这两段程序中,口令的验证是无条件通过的。犹如锁上门后,却把钥匙留在锁眼里,是不能防盗
的。仿照核潜艇的管理思路给出一个一般性的流程,如表(三)所示,供参考。

littlelida 发表于 2021-11-15 14:14

感觉这个结论不太靠谱啊,
错误的执行了擦除或写入?

aoyi 发表于 2021-12-9 20:51

感觉治标不治本啊

drer 发表于 2021-12-9 20:54

可以加屏蔽吗

gwsan 发表于 2021-12-9 20:56

额 这个是随机的啊

kxsi 发表于 2021-12-9 21:01

要提高抗干扰性能

nawu 发表于 2021-12-9 21:02

加一个备用芯片好使吗

kiwis66 发表于 2021-12-10 10:05

错误的擦书FLAH么?能这么的巧合
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