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如何用软件检测SRAM运行状态

2018-11-27 11:01:27

      目前来说对于存储单元SRAM的研究主要基于硬件电路来完成,并且在也都是在生产过程中产生的这些办法,但并不能够当当从生产过程中去杜绝SRAM的硬件故障,如果SRAM硬件出错导致程序出错特别是在使用过程中,是较难被发现的,因此通过软件对SRAM 进行检测是为了防止在运用过程中因存储单元损坏而导致系统出错。

1 SRAM运行状态分析
SRAM是一种易失性的随机静态存储器,存储非CONSTANT变量(如RW),具有掉电丢失数据的特点,从系统上电后,从Corter-M3启动步骤可得知,需先执行复位的五个步骤:
①NVIC复位,控制内核;
  ②NVIC从复位中释放内核;
  ③内核配置堆栈;
  ④内核设置PC和LR;
  ⑤运行复位程序。
  可以看出,不能在调入C环境之后检测SRAM,必须在Cortex—M3复位之前和启动之后进行检测。
  在执行系统复位的最后一个步骤之前,系统都没有对SRAM执行任何相关的数据传送动作。第⑤步运行复位程序,在ST公司Cortex-M3处理器内核的STM32系列微控制器的启动代码中有一段复位子程序:
复位子程序

  在这个子程序里导入了__main,__main是C库文件的入口地址。它执行下面3个步骤:
  ①复制非root(RW、RO)从Flash到SRAM;
  ②分配ZI区,并且初始化为0;
  ③跳转到堆栈初始化子程序接口__rt_entry。
  由_ _main的第一步可以得出,在跳入_ _main之后,系统对SRAM进行了相关数据转移的操作。因此,检测SRAM必须在此步骤之前,否则将会覆盖SRAM从Flash中转移过来的数据。
  2 SRAM检测方案设计
  在复位子程序跳入_ _main之前,设计另一个程序入口SRAM_Check,使PC指针指向该SRAM进行硬件单元检测程序(SRAM_Check)的入口。在SRAM_check里,首先将PC指针指向SRAM的首地址并写入0xFF,读回该地址的值到通用寄存器Rn1,并对Rn1里的值进行加1操作,然后将Rn1和256做比较,得出SRAM硬件是否损坏。这种操作可以避免因SRAM硬件一直为1或0而出现算法本身错误。由于Cortex—M3复位后默认的时钟为HSI,是一个内部RC振荡器,因此精度不高。如果需要更准和快速的时钟,就必须在跳入SRAM_Check之前对相关的寄存器进行操作。
  3 SRAM检测软件设计
  图1为本文设计的SRAM检测软件程序流程。
SRAM检测软件程序流程

图1 SRAM检测软件程序流程
  4 在线调试结果及分析
  上电复位后,在线调试PC指针指向Reset_Handler入口地址时的SRAM初始数值如图2所示。可以看到,当系统复位时每个SRAM单元的数值均为0x00。
  在线调试下,图3为对所有的SRAM地址进行检测后SRAM的数值,完全符合程序设计要求。
SRAM的数值
  SRAM测试通过后,释放所有的SRAM,还原为0x00,如图4所示。
释放所有的SRAM
  5 结论
  本文提出了一种基于软件的SRAM单元故障自检测方法,通过在线调试得到的结果,可知该方法是完全可行的。在实际运用中,该方法能够确保系统正常地运行在可靠的环境之上。如果SRAM单元有生产或运输等损坏,也可以通过该方法方便地检测出来,大大减少了系统排除故障的时间。
 
本文关键词:SRAM
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