如何解决STM32在擦除内部FLASH时间过长导致IWDG复位的问题

描述

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。

问题分析

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。

问题重现

使用NUCLEO-F412ZG板尝试重现客户问题,主要代码如下:

STM32

STM32

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:

最终得出的波形如下:

STM32

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:

STM32

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:

STM32

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:

STM32

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。

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。

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