本帖最后由 香水城 于 2017-8-17 14:33 编辑
对 Flash 操作导致 USART 接收丢数据 问题：
该问题客户提出，发生在STM32F103VDT6 器件上。据其工程师讲述：在其产品设计中，使用了STM32 片上Flash 模拟了一个EEPROM 的功能，用于存贮数据。在软件调试时，发现开启此功能，会影响到USART 通信，导致偶尔发生个别数据接收不到的现象。
调研：
检查其软件代码，发现其中对Flash 上数据的更新操作分为如下几个步骤：
1. 保存Flash 页上的数到RAM 中；
2. 擦除Flash 页；
3. 修改RAM 中的数据；
4. 将RAM 中的数据写回Flash 页上；
对照STM32 的数据手册，查找到相关的数据：
1. 字写入时间 40uS ~ 70uS;
2. 页擦除时间 40mS;
检查软件代码，找到对USART 的设置：
1. 波特率115200BPS；
2. 帧格式为 1 个起始位，8 个数据位，2 个停止位；
检查软件代码，发现其对USART 的接收数据采用中断的方式进行读取。
结论：
通过计算，USART 的每个字节帧的传输时间为：
该时间大于Flash 的字写入时间，小于Flash 的页擦除时间。所以，在Flash 页擦除期间有可能发生多次字节帧的传输。而在此其间，由于Flash 接口不可用，CPU 不能取指令，导致中断得不到及时响应，从而发生接收到的数据未及时读走而被覆盖的现象。
处理：
在内存中建立循环缓冲区，开启 DMA 通道。一旦 USART 有数据接收到，由 DMA 负责将其传输至循环缓冲区中。软件定期检测循环缓冲区中是否有接收到的数据，如果有则加以处理。
建议：
在只有一个 Flash 模块的 STM32 中，对 Flash 接口的使用具有独占性。该接口不能同时进行多个操作，比如，在写操作的同时进行读取操作，或在擦除操作的同时进行读取操作，既便读、写操作的地址不同，或者所读数据不在被擦除的页上。因此，当程序运行在 Flash 上情况下，在对 Flash 进行写入、擦除操作时，往往会因为 CPU 取不到指令而造成程序执行的停顿。这一现象会引发系统对外部事件响应上的不及时，必须采取相应的措施加以避免。通常，对于通信接收数据这类事件，可以使用 DMA 进行辅助，避免数据被覆盖。对于外部中断、定时事件等必须要软件及时响应的事件来说，可以将中断向量表转移到 RAM 中，同时将中断服务程存放在 RAM 中执行。CPU 的 VTOR 寄存器用来存放中断向量表的偏移地址，修改该寄存器的值，可以改变中断向量表在内存空间中存放的地址，详见 Cortex-M3 的技术参考手册。在 IAR 开发工具下，定义一个在 RAM 中执行的函数，可以使用其扩展关键字__ramfunc，举例如下：
在 Keil RMDK 中，可以将相关的中断服务程序单独放在一个“.c”文件中，然后通过修改 scatter 文件来实现 RAM 中执行，例如中断服务程序放在“exti9.c”中：
再从另一个方面考虑该问题，导致程序发生执行停顿的一个关键原因是对 Flash 进行了写或者擦除操作。如果在排除这一原因，也就不会发生程序执行停顿了。所以，要解决这一问题，可以将数据暂存在 RAM 当中，而不是每次修改后都立刻更新 Flash。可以利用 STM32 的 PVD 功能监控电源电压，发现有掉电倾向立刻启动写 Flash 操作，将 RAM中暂存的数据写到 Flash 中。这样，在整个 STM32 运行期间，只有到了最后时刻才对Flash 进行了写操作，而这时也不需要再响应什么事件了（也没时间响应了）。这是一个不错的思路，然而很多细节需要仔细斟酌。首先，为了节约这最后时刻的每一个微秒的时间，Flash 页面的擦除操作是要提前完成的。将这一操作放在 STM32 开始监控各种事以后自然不妥，因为这同样会造成对事件响应不及时。看来，最佳时间段只有系统初始化阶段了。其次，在擦除 Flash 期间发生掉电要如何处置？这时，备份在 RAM 中的数据会来不及写回 Flash 而丢失。为了避免这一情况的发生，可以使用双页交替存贮的方式（传说中的乒乓操作）保存数据。两个 Flash 页上分别存有两个版本的数据，一新一旧，并在最后附有版本号及校验和。系统初始化时，选择的旧版本页面或无效页面进行擦除。这样，既便此时发生掉电，也无须向 Flash 写回备份数据，因为最新数据仍在Flash 中。而每次向 Flash 更新数据时，都以更新的版本号进行标注，原来的新本数据自然的变成了旧版本。再次，为了尽量延长最后的可用于写 Flash 的时间，尽量降低系统功耗是非常有必要的。关掉 PLL，接直使用 OSC 送来的时钟作为系统时钟，可以明显的降低功耗。关掉所有外设的时钟可以进一步降低系统的功耗。根据片外电路的特性，调整 I/O 的输出状还能进一步降低系统功耗……
对应pdf：对Flash 操作导致USART 接收丢数据
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