应用笔记 | 看似无法唤醒的一种异常现象分析

 

关键字：MPU， SubRegion

 

 

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1 引言 2 问题描述3 问题重现4 小结

 

   

 

 

1. 引言

STM32 G0 系列产品具有丰富的外设和强大的处理性能以及良好的低功耗特性，被广泛用于各类工业产品中，包括一些需要低功耗需求的应用。

 

2. 问题描述

 

用户使用STM32G0B1 作为汽车多媒体音响控制器的控制芯片，用来作为收音机频道存贮和各种检测控制。在实验室条件下模拟汽车频繁打火的情形进行测试，连续工作72 小时实验中，进入STOP 模式后，会出现无法再继续运行的情况（屏幕没有显示输出，外部中断无反应）。

 

 

 

3. 问题重现

 

通常调查问题时采取调试监控的方式。但是用户产品是在检测外部掉电时，测外部电压（汽车ACC 电源，轿车12V）下降后，立刻进入低功耗模式，然后通过RTC 和外部中断（PC13 下降沿触发即汽车打火上电）唤醒MCU 继续工作。

 

那么既然是已经进入低功耗模式，并且在几十个小时内才会出现故障，通常的用ST-LINK 在线调试方式显然很困难重现问题，即使幸运的遇到了故障，也很容易错过引起故障的代码部分，看到了现象却无法定位。

 

在此种情况下，正面分析出问题的可能性极小，况且用户代码量超过200k。这时候采用排除法不失为一种可行的办法。通过增加测试样本数量，进行并行测试提高定位效率。

 

图1 是为了方便说明问题，模拟用户关键程序。主要是进入STOP 前后外设的处理，来复现故障现象。

 

图1 模拟ACC掉电唤醒程序

 

在经过一段时间的实验，并从增加和减少该段代码的排除中，最后验证并定位到下面的代码引起故障发生。

 

图2 定位到引起的故障代码

 

反复分析我们可以看到，在进入STOP前，用户需要停止ADC和DMA。但是在停止DMA时，用户程序直接停掉DMA的时钟。从函数名称上看，是从其他软件直接搬过来，并且误以为是DMA的默认初始化动作。

 

图3 DMA正确的停止方式

 

查询参考手册，停止循环模式的DMA应该从外设停止开始，而不是简单粗暴的停止DMA时钟。而且，在程序顺序上客户是先停止了DMA的时钟然后才去停止ADC的DMA请求。显然，当DMA开始工作时，突然停止时钟会使DMA和总线处于一个不确定阶段状态，因此才有极低概率发生唤醒故障。

 

到此已经找到了发生的原因，按说应该找到了前因后果。但奇怪的是无意中发现振荡器的波形比较奇怪，并不符合低功耗模式。

 

图 4 外部振荡器HSE 波形

 

在发生故障状态时发现外部震荡器还在持续震荡，因此判定此时并非进入低功耗模式。利用IAR编译器以HOT PLUG的方式连接调试与观测。

 

通过调试界面可以看到，代码会不停的进入DMA中断。

 

图5 故障模式下的调试

 

图6 代码进入循环过程

 

奇怪的是每次并没有看到DMA的寄存器内容，原因是已经关闭了DMA外设的时钟。所以无法看到任何状态标志。退出中断时在C语言下就无法单步调试了。切换到汇编界面下，可以看到代码可以继续运行到系统时钟配置函数，但是在配置函数中的除法部分进入了循环，然后又发生了DMA中断，并且循环没有出来。 

 

显然，正常的调试手段已显示出逻辑的不正常。

 

 

4.小结

 

至此，情况已经明了。由于软件在进入低功耗前试图关闭ADC加DMA工作，没有按照手册的规范，通过外设停止的方式关闭，而是简单粗暴的关闭DMA时钟，导致总线和运行逻辑出错，无法继续执行。

 

外部看起来像是进入低功耗模式后，外部中断触发没有执行，芯片没有唤醒，实际上是DMA进入了不正常的循环中断方式导致了系统卡在循环代码下。

 

芯片的外设功能强大，每种外设运行的方式也不相同，因此停止外设时需根据外设特点以及参考手册的建议来实施，切不可按自己想象的方式执行，这样引起隐蔽的偶发故障就很难去定位解决了。

 

此外ST已经建立好完整强大的生态系统，按照cube 软件库的规范编写调用驱动函数可以避免少走类似的弯路。

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