[应用相关] STM32 擦除内部 FLASH 时间过长导致 IWDG 复位

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 楼主| LEDyyds 发表于 2021-11-10 10:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
1 前言
客户反馈在使用 STM32F412 的时候,擦除 sector 8~11 发现时间过长,从而导致意外触发
IWDG 复位  

 楼主| LEDyyds 发表于 2021-11-10 10:30 | 显示全部楼层
2 问题分析
2.1 问题详情
通过与客户邮件和电话沟通, 了解到客户主要是想使用内部 FLASH 暂时保存 IAP 升级时的程
序数据,在
IAP 升级的过程中,需要首先擦除内部 FLASH 中一块足够大的空间,然后再写入升级数据。
客户的工程中有使用到
IWDG,喂狗间隔大约 1.5S, 客户的通过 SysTick 的方式计算出擦除 Sector8
大约需要 2ms,因此认为若一次擦除 sector8~11 大约需要 8ms,于是在代码中一次性擦除 sector8~11
后最后再来喂狗,但是,这样会触发 IWDG 复位, 这个与预期不一致, 固此产生疑问。  

 楼主| LEDyyds 发表于 2021-11-10 10:33 | 显示全部楼层
2.2 问题重现
使用 NUCLEO-F412ZG 板尝试重现客户问题, 主要代码如下:
  1. int main(void)
  2. {
  3. /* USER CODE BEGIN 1 */
  4. uint32_t beginTick =0,endTick =0;
  5. uint32_t curSysTick=0,endSysTick =0;
  6. /* USER CODE END 1 */
  7. /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
  8. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  9. HAL_Init();
  10. /* Configure the system clock */
  11. SystemClock_Config();
  12. /* Initialize all configured peripherals */
  13. MX_GPIO_Init();
  14. MX_IWDG_Init();
  15. /* USER CODE BEGIN 2 */
  16. if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_IWDGRST) != RESET) //如果是看门狗复位
  17. {
  18. /* Clear reset flags */
  19. HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);
  20. __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS();
  21. Error_Handler();
  22. }
  23. HAL_FLASH_Unlock();
  24. /* Fill EraseInit structure*/
  25. EraseInitStruct.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_SECTORS;
  26. EraseInitStruct.VoltageRange = FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;
  27. EraseInitStruct.Sector = FLASH_SECTOR_8;
  28. EraseInitStruct.NbSectors = 1;
  29. // if(HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &SECTORError) != HAL_OK)
  30. // {
  31. // Error_Handler();
  32. // }
  33. beginTick =HAL_GetTick();
  34. HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
  35. curSysTick =SysTick->VAL;
  36. if(HAL_FLASHEx_Erase_IT(&EraseInitStruct)!= HAL_OK) //擦除 sector8
  37. {
  38. Error_Handler();
  39. }
  40. endSysTick =SysTick->VAL; // curSysTick, endSysTick 保存着 SysTick 寄存器的值
  41. HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET); //PC8 波形表示擦除 FLASH 的时间间隔
  42. endTick =HAL_GetTick(); // beginTick, endTick 保存着全局变量 Tick 的值
  43. g_TickCount =endTick -beginTick; //变量 Tick 的时间差
  44. HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
  45. /* USER CODE END 2 */
  46. /* Infinite loop */
  47. /* USER CODE BEGIN WHILE */
  48. while (1)
  49. {
  50. /* USER CODE END WHILE */
  51. /* USER CODE BEGIN 3 */
  52. if (HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg) != HAL_OK)
  53. {
  54. /* Refresh Error */
  55. Error_Handler();
  56. }
  57. HAL_Delay(10);
  58. }
  59. /* USER CODE END 3 */
  60. }
此外,同时在每个 SysTick 中断输出一个波形,用来检测 SysTick 是否正常:



  1. void HAL_SYSTICK_Callback(void)
  2. {
  3. HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_11);//用 PA11 来检测 SysTick 波形
  4. }
最终得出的波形如下:
53878618b2f1714467.png 如上图, 黄色为 PC8 脚波形, 表示擦除 FLASH 的时间,下面蓝色为 PA11 管脚波形, 表示 SysTick 波
形。
从上图可以看出擦除 sector8 所需要的时间是 800ms,这个与客户认为的 2ms 是不一致的。查看
STM32F412 的数据手册,在第 6.3.12 节中可以看到如下信息:
53876618b2f4c054a1.png

如上图, 在 PSIZE=32 时,擦除一个 128K 的扇区需要大概 1S(典型值)的时间,而我们从图 1 中实际
测出的为 800ms, 这个基本相差不大, 单与客户认为的 2ms 相去甚远, 基本上我们认为这里的 800ms
是正确的结果, 但是这个又是什么原因导致客户通过 SysTick 测出的值是错误的呢?
实际上,从图 1 我们也可以看出, 在擦除 FLASH 的期间, SysTick 是没有波形的(见图 1 下面蓝色波
形), 同时在参考手册 3.5 节中有如下信息:
80579618b2f59d3563.png
这句话的意思是说,在擦除 FLASH 的期间,若尝试读取 FLASH,则会被暂停, 实际这个”读取”是指取
指,我们都知道,程序的执行首先得通过从 FLASH 中通过 I-BUS 取出指令后才可以执行。 这里
SysTick 之所以会被暂停掉,就是因为在擦除 FLASH 期间,为了执行 SysTick 中断例程,内核会尝试
从 FLASH 取指,从而导致被暂停掉, 进而全局变量 uwTick 的值没有机会增加。下图是调试界面:
1941618b2f6643b92.png

90336618b2f2d91542.png
 楼主| LEDyyds 发表于 2021-11-10 10:34 | 显示全部楼层
如上图,在执行擦除扇区后, SysTick 的全局变量 uwTick 就增加了 1,但 SysTick 在内核中的寄存器
还是有变化的。 这个与我们的预想一致。
最后客户通过每擦除一个扇区喂一次狗的方式解决了问题, 而在此期间不能依靠 SysTick 的值来计算
时间。  

 楼主| LEDyyds 发表于 2021-11-10 10:37 | 显示全部楼层
3 结论
 在擦除 FLASH 期间,取指操作会被暂停掉,且 SysTick 所对应的全局变量 uwTick 值是不会增加
的。 另外,通过函数 HAL_FLASHEx_Erase_IT()来执行擦除 FLASH 和通过函数
HAL_FLASHEx_Erase()所花费时间没有差别,只不过前者在擦除完成后会产生一个中断,而后者
没有。
 可以通过外设 RTC 来计算擦除 FLASH 的时间, 从而绕开限制。
sadicy 发表于 2021-11-11 09:56 | 显示全部楼层
分析的好详细啊,
xiaoqizi 发表于 2021-12-6 14:55 | 显示全部楼层
为什么会被暂停掉呢
木木guainv 发表于 2021-12-6 14:56 | 显示全部楼层
不使能看门狗行不行
磨砂 发表于 2021-12-6 15:20 | 显示全部楼层
时间长度不是固定的吗
晓伍 发表于 2021-12-6 15:21 | 显示全部楼层
其实就是时间片段占用率
tpgf 发表于 2021-12-6 15:22 | 显示全部楼层
时长和扇区大小有关系吗
八层楼 发表于 2021-12-6 15:23 | 显示全部楼层
感觉这样喂狗不太科学
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