编译器随机分配RAM地址导致DMA错误的问题解析

发表于 2025-11-1 19:35

1. 引言
由于STM32有丰富的产品线，它可以适应于各种各样的应用。也正是为了各种各样的应用和成本的考虑，ST MCU的产品需要各种外设配置，比如，FLASH、RAM 、各种外设、SMPS、等等，可以供客户根据自己的实际项目的需求，灵活地进行选择。由于这些不同的配置存在，如果在应用软件中，不正确的配置差异，可能造成不同的问题，如：中断不能产生、DMA不能进入、有的甚至导致进入hardfault。

2. 问题描述
客户在开发自己的产品的过程中，使用STM32F429IGT6,需要用到Ethernet 和USB等相关外设，所以客户使用FreeRTOS 作为任务管理。但是当客户增加分配给FreeRTOS的内存大小（Total_Heap_Size）的时候，会导致Ethernet的DMA出错。具体表现为：MCU不能够被PC ping通。当减小这个内存时，又可以被PC ping 通，客户百思不得其解，他们增加这个内存，也没有超出芯片的最大RAM的大小（还剩余几十K RAM），这个跟Ethernet也没有关系，为什么就会出问题呢？

2.1. 问题分析
客户提供一个STM32CubeMX的.ioc文件，基于客户的.ioc文件，分析客户的外设配置，并没有发现明显的错误，然后试着去生成了一个IAR的工程，编译后，查看的map文件，也没有发现任何RAM或者FLASH超出的问题。又没有客户的板子（因为没有客户的Ethernet 的PHY），似乎问题没有办法进行查找下去了。查看客户提供的调试信息，如下图：

在图中可以看到Ethernet中断产生了错误中断 Fatal Bus error。查看芯片的参考手册

这里直观地可以看到位 24和25为1时，那就是说明在传输时读取出错，也就是说从内存中读取数据出错了。再次查看生成的map文件，查找这个DMA分配相关的地址如下：并没有发现任何问题，都在正常的地址范围。

似乎问题进入了死结，一切都没有问题，但就是不能正常运行，我们要求客户提供客户的正常运行和错误运行的map文件。当拿到文件的时候，发现他们使用的Keil编译器，这也应该不是问题的原因。我们先对比了一下这个文件如下：

我们发觉这个NG的map 文件DMA地址是分配到了CCRAM空间，我们查看参考手册可以知道CCRAM只是供 MCU内核访问的。如下图：

那为啥IAR 不会出现这种问题呢？

3. 问题解决
在上面的分析来看，我们可以得出下面的结论：第一，在IAR中，不论怎么修改都是正常的，但是在Keil中有时候是正常，有时候不正常。第二，同在Keil的工程中，由于DMA访问的地址错误，而导致问题的发生。接着分析IAR 和 Keil的 RAM分配机制：在Keil 中，如果不做修改的时候，他是由系统配置决定，我打开Keil的工程配置可以看到，它包含了两个部分的RAM 定义（SRAM 和 CCRAM）

而IAR一般都是STM32CubeMX的生成时使用的template生成的，它并没有利用

这个CCRAM 如下图，没有任何字段放在这个范围。

所以，当我们使用IAR时，他始终不会产生问题，而当使用Keil时，由于调整不同的配置，Keil在分配地址的时候，可能将一些DMA的访问地址放到了不能访问的地方（如CCRAM）。解决办法：第一：像IAR一样，不利用CCRAM空间。仅保留SRAM

第二；将DMA需要访问的地址空间，定义到SRAM范围。如下面方法，或者你可以在网上搜索其他的定义方式；

4. 小结
其实STM32其它系列也有类似的地址访问问题（比如STM32H7的DMA 不能访问DTCMRAM），当出现这问题的时候大家可以用上面相同的思路进行分析。

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