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如何用軟件檢測SRAM運行狀態(tài)

2018-11-27 11:01:27

      目前來說對于存儲單元SRAM的研究主要基于硬件電路來完成,并且在也都是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的這些辦法,但并不能夠當(dāng)當(dāng)從生產(chǎn)過程中去杜絕SRAM的硬件故障,如果SRAM硬件出錯導(dǎo)致程序出錯特別是在使用過程中,是較難被發(fā)現(xiàn)的,因此通過軟件對SRAM 進(jìn)行檢測是為了防止在運用過程中因存儲單元損壞而導(dǎo)致系統(tǒng)出錯。

1 SRAM運行狀態(tài)分析
SRAM是一種易失性的隨機(jī)靜態(tài)存儲器,存儲非CONSTANT變量(如RW),具有掉電丟失數(shù)據(jù)的特點,從系統(tǒng)上電后,從Corter-M3啟動步驟可得知,需先執(zhí)行復(fù)位的五個步驟:
①NVIC復(fù)位,控制內(nèi)核;
 ?、贜VIC從復(fù)位中釋放內(nèi)核;
 ?、蹆?nèi)核配置堆棧;
  ④內(nèi)核設(shè)置PC和LR;
  ⑤運行復(fù)位程序。
  可以看出,不能在調(diào)入C環(huán)境之后檢測SRAM,必須在Cortex—M3復(fù)位之前和啟動之后進(jìn)行檢測。
  在執(zhí)行系統(tǒng)復(fù)位的最后一個步驟之前,系統(tǒng)都沒有對SRAM執(zhí)行任何相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送動作。第⑤步運行復(fù)位程序,在ST公司Cortex-M3處理器內(nèi)核的STM32系列微控制器的啟動代碼中有一段復(fù)位子程序:
復(fù)位子程序

  在這個子程序里導(dǎo)入了__main,__main是C庫文件的入口地址。它執(zhí)行下面3個步驟:
 ?、購?fù)制非root(RW、RO)從Flash到SRAM;
 ?、诜峙鋃I區(qū),并且初始化為0;
  ③跳轉(zhuǎn)到堆棧初始化子程序接口__rt_entry。
  由_ _main的第一步可以得出,在跳入_ _main之后,系統(tǒng)對SRAM進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的操作。因此,檢測SRAM必須在此步驟之前,否則將會覆蓋SRAM從Flash中轉(zhuǎn)移過來的數(shù)據(jù)。
  2 SRAM檢測方案設(shè)計
  在復(fù)位子程序跳入_ _main之前,設(shè)計另一個程序入口SRAM_Check,使PC指針指向該SRAM進(jìn)行硬件單元檢測程序(SRAM_Check)的入口。在SRAM_check里,首先將PC指針指向SRAM的首地址并寫入0xFF,讀回該地址的值到通用寄存器Rn1,并對Rn1里的值進(jìn)行加1操作,然后將Rn1和256做比較,得出SRAM硬件是否損壞。這種操作可以避免因SRAM硬件一直為1或0而出現(xiàn)算法本身錯誤。由于Cortex—M3復(fù)位后默認(rèn)的時鐘為HSI,是一個內(nèi)部RC振蕩器,因此精度不高。如果需要更準(zhǔn)和快速的時鐘,就必須在跳入SRAM_Check之前對相關(guān)的寄存器進(jìn)行操作。
  3 SRAM檢測軟件設(shè)計
  圖1為本文設(shè)計的SRAM檢測軟件程序流程。
SRAM檢測軟件程序流程

圖1 SRAM檢測軟件程序流程
  4 在線調(diào)試結(jié)果及分析
  上電復(fù)位后,在線調(diào)試PC指針指向Reset_Handler入口地址時的SRAM初始數(shù)值如圖2所示。可以看到,當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時每個SRAM單元的數(shù)值均為0x00。
  在線調(diào)試下,圖3為對所有的SRAM地址進(jìn)行檢測后SRAM的數(shù)值,完全符合程序設(shè)計要求。
SRAM的數(shù)值
  SRAM測試通過后,釋放所有的SRAM,還原為0x00,如圖4所示。
釋放所有的SRAM
  5 結(jié)論
  本文提出了一種基于軟件的SRAM單元故障自檢測方法,通過在線調(diào)試得到的結(jié)果,可知該方法是完全可行的。在實際運用中,該方法能夠確保系統(tǒng)正常地運行在可靠的環(huán)境之上。如果SRAM單元有生產(chǎn)或運輸?shù)葥p壞,也可以通過該方法方便地檢測出來,大大減少了系統(tǒng)排除故障的時間。
 
本文關(guān)鍵詞:SRAM
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