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[LKS32 硬件] 【LKS32AT085评测】03.ClassB看门狗、堆栈溢出、FLASH运行自检

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 楼主| GrandLine 发表于 2022-9-25 09:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
LKS32AT085, ClassB
本帖最后由 GrandLine 于 2022-9-25 09:43 编辑

上一小节我们了解了IEC60730 ClassB以及在KEIL MDK集成开发环境下如何配置生成HEX文件的CRC校验方法，并对烧录到FLASH中的程序进行CRC校验检测，本小节继续来围绕IEC60730 ClassB其它功能实现进行分享。


FLASH CRC运行自检
在上节中提到，在启动自检时，ClassB会对整个应用代码一次性做完整的CRC计算，对计算的结果进行判断比较；而在运行周期性自检时，为了减少ClassB自检程序所占用的时间对应用程序的影响，对于CRC部分会分扇区进行CRC运算，一般一次只计算FLASH中的一个SECTOR或者更小的PAGE，在计算完所有的SECTOR或者PAGE后，再将此时的计算结果进行判断比较。如下所示为FLASH CRC运行自检的实现：
  • FLASH CRC宏定义及初始化：
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  1. #define CLASSB_FLASH_START         (uint32_t)(0x00000000)
    

  2. #define CLASSB_FLASH_END           (uint32_t)((uint32_t *)&__Check_Sum)
    

  3. #define CLASSB_FLASH_SECTOR_SIZE   (uint32_t)(0x200)
    


  4. 

  5. /*******************************************************************************
    

  6.  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       
    

  7.  * @param       
    

  8.  * @retval      
    

  9.  * [url=home.php?mod=space&uid=93590]@Attention[/url]   
    

  10. *******************************************************************************/
    

  11. void CLASSB_FALSH_InitCRC(void)
    

  12. {
    

  13.     CRC_CR   = 0x00000000;
    

  14.     CRC_CR  |= BIT0;
    

  15.     CRC_POL  = 0x04C11DB7;
    

  16.     CRC_INIT = 0xFFFFFFFF;
    

  17. }
  • FLASH CRC运行自检实现部分：
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  1. /*******************************************************************************
    

  2.  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       
    

  3.  * @param       
    

  4.  * @retval      
    

  5.  * [url=home.php?mod=space&uid=93590]@Attention[/url]   
    

  6. *******************************************************************************/
    

  7. void CLASSB_FLASH_Running(void)
    

  8. {
    

  9.     static uint32_t Address = CLASSB_FLASH_START;
    


  10. 

  11.     uint32_t StartAddress = 0, EndAddress = 0;
    


  12. 

  13.     if(Address < CLASSB_FLASH_END)
    

  14.     {
    

  15.         if((Address + CLASSB_FLASH_SECTOR_SIZE) < CLASSB_FLASH_END)
    

  16.         {
    

  17.             StartAddress = Address;
    

  18.             EndAddress   = Address + CLASSB_FLASH_SECTOR_SIZE;
    

  19.         }
    

  20.         else
    

  21.         {
    

  22.             StartAddress = Address;
    

  23.             EndAddress   = CLASSB_FLASH_END;
    

  24.         }
    


  25. 

  26.         for(uint32_t i = StartAddress; i < EndAddress; i += 4)
    

  27.         {
    

  28.             REG32(&CRC_DR) = *((uint32_t *)(i));
    

  29.         }
    


  30. 

  31.         Address += CLASSB_FLASH_SECTOR_SIZE;
    

  32.     }
    

  33.     else
    

  34.     {
    

  35.         if(((REG32(&CRC_DR)) ^ 0x00000000) == __Check_Sum)
    

  36.         {
    

  37.             printf("\r\nFlash CRC Correct!");
    

  38.         }
    

  39.         else
    

  40.         {
    

  41.             printf("\r\nFlash CRC Error!!!");
    

  42.         }
    


  43. 

  44.         CLASSB_FALSH_InitCRC();
    


  45. 

  46.         Address = CLASSB_FLASH_START;
    

  47.     }
    

  48. }
  • FLASH CRC运行自检调用部分：
在主程序main函数中完成启动自检后，通过调用CLASSB_FALSH_InitCRC函数重新初始化配置CRC配置参数，然后在while(1)中周期性CLASSB_FLASH_Running函数进行FLASH局部CRC的运算，直到将整个FLASH程序数据的CRC计算完成，进行结果比对。


看门狗自检
在SYS_RST_SRC寄存器中标注了系统不同复位源的标识，其中BIT3为看门狗复位标识，我通过这个标识来判断当前系统是正常的上电复位，还是看门狗复位；以此来实现看门狗的启动自检和运行，具体实现如下：
  • 看门狗的初始化、喂狗、周期性喂狗：
复制
  1. /*******************************************************************************
    

  2.  * @brief       
    

  3.  * @param       
    

  4.  * @retval      
    

  5.  * @attention   
    

  6. *******************************************************************************/
    

  7. void WDT_Feed(uint32_t TimeOut)
    

  8. {
    

  9.     SYS_WR_PROTECT = 0xCAFE;
    


  10. 

  11.     switch(TimeOut)
    

  12.     {
    

  13.         case SYS_WD_TimeOut2s  : SYS_WDT_CLR = 0x798F; break;
    

  14.         case SYS_WD_TimeOut4s  : SYS_WDT_CLR = 0x798D; break;
    

  15.         case SYS_WD_TimeOut8s  : SYS_WDT_CLR = 0x798B; break;
    

  16.         case SYS_WD_TimeOut64s : SYS_WDT_CLR = 0x7989; break;
    

  17.         default : break;
    

  18.     }
    


  19. 

  20.     SYS_WR_PROTECT = 0;
    

  21. }
    


  22. 


  23. 

  24. /*******************************************************************************
    

  25.  * @brief       
    

  26.  * @param       
    

  27.  * @retval      
    

  28.  * @attention   
    

  29. *******************************************************************************/
    

  30. void WDT_Init(void)
    

  31. {
    

  32.     uint32_t REG_TEMP = SYS_RST_CFG;
    


  33. 

  34.     SYS_WR_PROTECT = 0x7A83;
    


  35. 

  36.     REG_TEMP |= BIT0;
    


  37. 

  38.     SYS_RST_CFG = REG_TEMP;
    

  39. }
    


  40. 


  41. 

  42. /*******************************************************************************
    

  43.  * @brief       
    

  44.  * @param       
    

  45.  * @retval      
    

  46.  * @attention   
    

  47. *******************************************************************************/
    

  48. void WDT_MultiTimerCallback(MultiTimer *timer, void *userData)
    

  49. {
    

  50.     WDT_Feed(SYS_WD_TimeOut2s);
    


  51. 

  52.     MultiTimerStart(&WDT_MultiTimer, 250, WDT_MultiTimerCallback, "WDT");
    

  53. }
  • 看门启动自检实现部分：
复制
  1.     if(SYS_RST_SRC & BIT3)
    

  2.     {
    

  3.         printf("\r\n-----------------");
    

  4.         printf("\r\nWDT Reset Test OK\r\n");
    

  5.         printf("-----------------\r\n");
    


  6. 

  7.         MultiTimerStart(&WDT_MultiTimer, 250, WDT_MultiTimerCallback, "WDT");
    

  8.     }
    

  9.     else
    

  10.     {
    

  11.         WDT_Init();
    

  12.         WDT_Feed(SYS_WD_TimeOut2s); while(1);
    

  13.     }
  • 看门狗运行部分：
程序设计中使用了MultiTimer组件，每间隔250ms调用一次喂狗操作。这些需要注意2点：一是喂狗操作不要放在定时器中来实现周期性执行，定时器中断是抢占式的，当后台应用程序卡住了，定时器还是会正常运行的，所以会导致错误的判断；另外一个就是LKS32AT085的看门狗使用的LSI时钟，这个时钟默认就是打开的，且关闭不了，这个时钟在全温范围内具有一定偏差，手册上标注常温在23~42kHz，全温在16~48kHz，所以在喂狗的期间上需要考虑到这一点。


堆栈溢出自检
堆栈溢出检测实现比较简单，就是在栈顶定义一个数组，在程序初始化完成时给这个数组中的每个成员赋值，然后在运行的时候，周期性的来读取这个数组中成员变量的值进行判断，是否是与之前所赋的值相一致，具体的实现如下：
  • 在startup_lks32mc08x.s文件中定义堆栈的大小：
复制
  1. Stack_Size      EQU     0x00000300
    


  2. 

  3.                 AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
    

  4. Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
    

  5. __initial_sp
    


  6. 


  7. 

  8. ; <h> Heap Configuration
    

  9. ;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
    

  10. ; </h>
    


  11. 

  12. Heap_Size       EQU     0x00000200
    


  13. 

  14.                 AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
    

  15. __heap_base
    

  16. Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
    

  17. __heap_limit
  • 在ClassB_LKS32MC08x.sct文件中手动规划RAM区域功能，并定义STACK_BOTTOM：
复制
  1. ; *************************************************************
    

  2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
    

  3. ; *************************************************************
    


  4. 

  5. LR_IROM1 0x00000000 0x00010000  {    ; load region size_region
    

  6.   ER_IROM1 0x00000000 0x00010000  {  ; load address = execution address
    

  7.    *.o (RESET, +First)
    

  8.    *(InRoot$Sections)
    

  9.    .ANY (+RO)
    

  10.    .ANY (+XO)
    

  11.    *.o (CHECKSUM, +Last)
    

  12.   }
    

  13.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00001B00  {  ; RW data
    

  14.    .ANY (+RW +ZI)
    

  15.   }
    

  16.   STACK_NO_HEAP 0x20001B00 UNINIT 0x500
    

  17.   {
    

  18.     main.o               (STACK_BOTTOM)
    

  19.     startup_lks32mc08x.o (STACK, +Last)
    

  20.   }
    

  21. }
    


  22.
  • 定义堆栈溢出检测的数组：
复制
  1. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
    

  2. volatile uint32_t aStackOverFlowPtrn[4] __attribute__((section("STACK_BOTTOM"), zero_init));
  • 给堆栈溢出检测数组的成员变量赋值，并打印地址、数值对应信息：
复制
  1.     aStackOverFlowPtrn[0] = 0xEEEEEEEEuL;
    

  2.     aStackOverFlowPtrn[1] = 0xCCCCCCCCuL;
    

  3.     aStackOverFlowPtrn[2] = 0xBBBBBBBBuL;
    

  4.     aStackOverFlowPtrn[3] = 0xDDDDDDDDuL;
    


  5. 

  6.     printf("\r\n");
    

  7.     printf("\r\n0x%08x : 0x%08x", &aStackOverFlowPtrn[0], aStackOverFlowPtrn[0]);
    

  8.     printf("\r\n0x%08x : 0x%08x", &aStackOverFlowPtrn[1], aStackOverFlowPtrn[1]);
    

  9.     printf("\r\n0x%08x : 0x%08x", &aStackOverFlowPtrn[2], aStackOverFlowPtrn[2]);
    

  10.     printf("\r\n0x%08x : 0x%08x", &aStackOverFlowPtrn[3], aStackOverFlowPtrn[3]);
    

  11.     printf("\r\n");
  • 堆栈溢出运行检测：
复制
  1. /*******************************************************************************
    

  2.  * @brief       
    

  3.  * @param       
    

  4.  * @retval      
    

  5.  * @attention   
    

  6. *******************************************************************************/
    

  7. void CLASSB_CheckStackOverflow(void)
    

  8. {
    

  9.     if(aStackOverFlowPtrn[0] != 0xEEEEEEEEuL)
    

  10.     {
    

  11.         printf("\r\n%s[%d] : ERROR!", __FUNCTION__, __LINE__);
    

  12.     }
    


  13. 

  14.     if(aStackOverFlowPtrn[1] != 0xCCCCCCCCuL)
    

  15.     {
    

  16.         printf("\r\n%s[%d] : ERROR!", __FUNCTION__, __LINE__);
    

  17.     }
    


  18. 

  19.     if(aStackOverFlowPtrn[2] != 0xBBBBBBBBuL)
    

  20.     {
    

  21.         printf("\r\n%s[%d] : ERROR!", __FUNCTION__, __LINE__);
    

  22.     }
    


  23. 

  24.     if(aStackOverFlowPtrn[3] != 0xDDDDDDDDuL)
    

  25.     {
    

  26.         printf("\r\n%s[%d] : ERROR!", __FUNCTION__, __LINE__);
    

  27.     }
    

  28. }


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 楼主| GrandLine 发表于 2022-9-25 10:45 | 显示全部楼层
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软件工程源代码： ClassB_FlashCRC_WDT_STACK.zip (189.81 KB, 下载次数: 20)
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cooldog123pp 发表于 2022-9-25 16:43 | 显示全部楼层
楼主分享的很详细，感谢辛苦付出，如果以后用到这款单片机很有参考价值。
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上下而求索 发表于 2022-9-25 19:12 | 显示全部楼层
cooldog123pp 发表于 2022-9-25 16:43
楼主分享的很详细，感谢辛苦付出，如果以后用到这款单片机很有参考价值。 ...

车规级应用，能用到的话，可以联系我哦
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 楼主| GrandLine 发表于 2022-9-25 19:44 | 显示全部楼层
cooldog123pp 发表于 2022-9-25 16:43
楼主分享的很详细，感谢辛苦付出，如果以后用到这款单片机很有参考价值。 ...

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Henryko 发表于 2022-10-4 19:41 | 显示全部楼层
很详细
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