LAT1554 STM32N6 访问TCM时产生Hard Fault的原因与解决方法

发表于 2025-10-29 22:56

本帖最后由 STM新闻官于 2025-11-1 19:07 编辑

1. 引言
客户在使用 STM32N6 开发的过程中，遇到了访问 DTCM 时产生 Hard Fault 的问题。在本文中，我们使用 IAR V9.40.2 对 STM32N6 FSBL 工程进行测试，复现问题，解释原因并给出了解决办法，供遇到该问题的客户参考。另外请注意 STM32N6 BootROM 是安全启动，意味着其跳转的 FSBL 总是安全的，文中的内存地址（DTCM, ITCM）使用的均是安全地址。

2. DTCM 访问 Hard Fault
2.1. 复现问题
STM32N6 中 DTCM 基础区的安全地址为 0x3000 000。下面是一段简单的测试程序。在一个简单的 FSBL 工程的 main.c 文件中，声明 pDTCMData，unsigned int32 数据指针，指向 DTCM 内存首地址，用来访问 DTCM，32 位数据访问可以避开由于数据未对齐产生 Hardfault 问题。代码如下：

测试过程中，当读取 DTCM 数据时，很容易产生 Hard Fault 中断。当 Hard Fault 中断产生时，查看 Cortex-M55 内核寄存器 AFSR（Auxiliary Fault Status Register，见下图 1），可以看到 PECC(17 位)为 1，查阅手册 PM0273（STM32 Cortex®-M55 MCUs programming manual），该位的解释为“Precise fault caused by uncorrectable ECC error”类型为 RO, 即读取内存（TCM）时产生了 ECC 校验错误。

图 1. STM32N6 Cortex-M55 内核寄存器 AFSR

STM32N6 Cortex-M55 TCM 管理接口中, DTCM 基础区与 ITCM 基础区都带有 ECC校验，这正是我们测试时产生 Hard Fault 的原因。在上电复位时，DTCM 基础区和ITCM 基础区中的数据是随机的，未做数据清除或数据初始化，直接读取时，不可纠正ECC 错误是有极大概率发生的，并由此引发 Hard Fault 中断。内存访问造成 Hard Fault的原因可能还有其它方面，比方内存对齐错误，我们的测试并非这种情况。除此之外，需要注意的一种场景是 PPOISON @AFSR 标志位为 1 的情况，也是由于内存访问硬件错误造成的。有关更多 AFSR 状态寄存器的信息，可以参考 ARM 官方资料：Arm Cortex-M55 Processor Technical Reference Manual r0p2。

2.2. 解决办法
在“<工程>\EWARM\startup_stm32n657xx_fsbl.s中添加下面代码（黄色部分），用于清零DTCM，注意STM32N6手册中，DTCM基础区的大小为128K Bytes。

使用如上代码，对DTCM进行清零（或初始化）后，main函数中的DTCM访问正常，可读可写，多次测试，Hard Fault问题得以消除。

2.3. TCM 除了DTCM，STM32N6的ITCM基础区同样带ECC校验，其安全地址为0x1000 0000, 大小为64K Bytes，访问前也需要先初始化它。STM32N6使用的是 Cortex-M55 内核，该内核的TCM 接口包括一个 39 位（32 个有效数据位 + 7 个 ECC 保护位）ITCM和四个并行 39 位 DTCM接口。STM32N6中内嵌的RAM（AXI访问）的前半部分中的FlexRAM（400KB）可以灵活扩展为ITCM和DTCM，见下图2（图中的地址是非安全地址，FSBL中访问时需要变换为安全地址，扩展DTCM的起始地址为0x3002 0000，扩展ITCM的开始地址为0x1001 0000）。如果将FlexRAM扩展为ITCM和DTCM，由于内核接口是带ECC的接口，在读取这两部分TCM扩展区时，也需要注意内存访问硬件故障问题，即需要对其进行初始化（可以参考HAL API HAL_RAMCFG_StartECC了解扩展TCM ECC的使用）。

图2. STM32N6 FelxRAM 扩展

3. 小结
本文介绍了STM32N6 TCM访问时产生内存访问硬件故障并引发Hard Fault中断的原因与解决方法，需要注意的还包括FlexRAM 的扩展TCM情况。由于STM32N6中Cortex-M55 内核TCM接口为39位接口（32 个有效数据位 + 7 个 ECC 校验位），上电复位后TCM数据随机性会造成直接读取时的ECC错误，因此需要在读取TCM前进行初始化，请使用时加以注意。

参考文献

[信息] LAT1554 STM32N6 访问TCM时产生Hard Fault的原因与解决方法

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