被STM32G0快速編程難倒的，看這里

引言

在一些新的 STM32 系列中，比如 STM32L4、STM32G0、STM32G4 等，除了 Flash 標(biāo)準(zhǔn)編程之外，還可以支持 Flash 的快速編程。那么對(duì)于 STM32G0 來(lái)說(shuō)，在使用快速編程時(shí)，有哪些需要注意之處？

難點(diǎn)

某STM32用戶在其產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用了 STM32G070RBT6，開發(fā)工程師希望在進(jìn)行代碼升級(jí)的時(shí)候使用快速編程來(lái)提高編程速度，但是寫代碼時(shí)遇到很多問題。而在目前的 STM32G0 的 Cube 庫(kù)中并沒有 FLASH_FastProgram 例程，所以客戶希望得到一個(gè)參考例程來(lái)快速實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。

調(diào)研

1 了解問題

檢查最新版本的STM32Cube_FW_G0_V1.3.0/Projects/STM32CubeProjectsList.html 文件，確實(shí)可以看到現(xiàn)有的    STM32G0Cube 庫(kù)中并沒有 FLASH_FastProgram 例程，根據(jù)參考手冊(cè)，參考\STM32Cube_FW_L4_V1.16.0\Projects\NUCLEO-L452RE\Examples\FLASH\FLASH_FastProgram 例程，對(duì)    \STM32Cube_FW_G0_V1.2.0\Projects\NUCLEO-G070RB\Examples\FLASH\FLASH_EraseProgram 進(jìn)行修改以移植代碼。以下就撰寫例程代碼時(shí)，需要注意的問題簡(jiǎn)單地介紹一下。

2 分析問題

首先，先來(lái)看一下 STM32L4 中 FLASH_FastProgram 例程中 readme.txt 對(duì)本示例的解釋，可以看到這是一個(gè)演示如何配置和使用 API 函數(shù)對(duì)內(nèi)部 Flash 存儲(chǔ)器進(jìn)行擦除和快速編程的示例。

先來(lái)看一下 FastProgram 最核心的函數(shù) FLASH_Program_Fast()。

在 STM32L4Cube 中的 stm32l4xx_hal_flash，它是這么定義的：

static void FLASH_Program_Fast(uint32_t Address, uint32_t DataAddress) 

而在 STM32G0Cube 中的 stm32g0xx_hal_flash，其定義是：

static __RAM_FUNC void FLASH_Program_Fast(uint32_t Address, uint32_t DataAddress) 

這兩者有什么區(qū)別呢？就是在 STM32G0Cube 庫(kù)中使用了__RAM_FUNC 指明了這個(gè)函數(shù)是位于 RAM 區(qū)域的。為什么呢？

第一個(gè)要點(diǎn)：對(duì) Flash 進(jìn)行快速編程的時(shí)候不允許對(duì) Flash 進(jìn)行讀取，所以需要將這個(gè)快速編程的代碼放置于 RAM 中運(yùn)行，以避免對(duì) Flash 進(jìn)行命令讀取。

那么，大家可能又有疑問了，那為什么 STM32L4Cube 中并沒有使用__RAM_FUNC 關(guān)鍵字，STM32L452 的 Flash 是 single bank，難道它就不需要放到RAM 里？如果大家細(xì)心的話，可以看到STM32L4這個(gè)例程中的鏈接文件是   stm32l452xx_sram.icf，在icf 文件中定義了ROM的地址為 0x20000000~0x20015FFF，也就是說(shuō)這個(gè)示例代碼是跑在 RAM的，所以就不需要在這邊使用__RAM_FUNC 關(guān)鍵字了。還可以在 STM32L4 示例代碼中看到對(duì)整片 Flash 進(jìn)行擦除而猜到這一點(diǎn)。從 STM32G0Cube 庫(kù)中 FLASH_Program_Fast() 這個(gè)函數(shù)的定義，可以看出它是可以直接使用 stm32l452xx_flash.icf 將快速編程核心代碼以外的其他代碼都放在 Flash 上面跑的，這個(gè)可能更符合用戶做 IAP 升級(jí)的習(xí)慣，當(dāng)然，在這個(gè)情況下，我們就可能需要在程序中使用頁(yè)擦除而不是整片擦除了。

第二個(gè)要點(diǎn)：因?yàn)?Flash 進(jìn)行快速編程的時(shí)候不允許對(duì) Flash 進(jìn)行讀取，所以還需要注意快速編程的源數(shù)據(jù)應(yīng)該位于 RAM 而非 Flash，以避免對(duì) Flash 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。

因?yàn)樵?Flash 快速編程的時(shí)候，需要將 64 個(gè) word 一個(gè)行 (256 Bytes) 的數(shù)據(jù)寫到目標(biāo)地址中，所以也就是說(shuō)快速編程時(shí)，還會(huì)去訪問源數(shù)據(jù)，如果源數(shù)據(jù)放在Flash就會(huì)導(dǎo)致問題產(chǎn)生。下面，我們解答一個(gè)移植中常見問題。

在從 STM32L4 到 STM32G0 的移植中，直接將 STM32L4 示例代碼中定義的源數(shù)據(jù)的數(shù)組代碼：

/* Table used for fast programming */ static const uint64_t Data64_To_Prog[FLASH_ROW_SIZE] = {0x0000000000000000, 0x1111111111111111, 0x2222222222222222, 0x3333333333333333, 0x4444444444444444, 0x5555555555555555, 0x6666666666666666, 0x7777777777777777, 0x8888888888888888,0x9999999999999999, 0xAAAAAAAAAAAAAAAA,0xBBBBBBBBBBBBBBBB,0xCCCCCCCCCCCCCCCC,0xDDDDDDDDDDDDDDDD, 0xEEEEEEEEEEEEEEEE, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF, 0x0011001100110011, 0x2233223322332233, 0x4455445544554455, 0x6677667766776677, 0x8899889988998899,0xAABBAABBAABBAABB, 0xCCDDCCDDCCDDCCDD,0xEEFFEEFFEEFFEEFF, 0x2200220022002200, 0x3311331133113311, 0x6644664466446644, 0x7755775577557755, 0xAA88AA88AA88AA88,0xBB99BB99BB99BB99, 0xEECCEECCEECCEECC, 0xFFDDFFDDFFDDFFDD}; 

原封不動(dòng)地拷貝到 STM32G0 的項(xiàng)目中，在測(cè)試的時(shí)候，總是會(huì)發(fā)現(xiàn)程序會(huì)死在快速編程的過(guò)程中。最后檢查才發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)在這個(gè)數(shù)組的定義上。STM32L4 使用 stm32l452xx_sram.icf 定義了 ROM 的地址為 0x20000000~0x20015FFF，因此這個(gè) const 關(guān)鍵字的數(shù)據(jù)實(shí)際上也是位于 RAM 中的。但是將這個(gè)數(shù)組搬到 STM32G0 的項(xiàng)目時(shí)，因?yàn)槭褂玫氖莝tm32l452xx_flash.icf，導(dǎo)致這個(gè)數(shù)組位于 Flash 中，在快速編程的時(shí)候程序就會(huì)去訪問 Flash 讀取源數(shù)據(jù)，就導(dǎo)致程序死在快速編程過(guò)程。所以，需要將數(shù)組修改為：

/* Table used for fast programming */ uint64_t Data64_To_Prog[FLASH_ROW_SIZE] = { 0x0000000000000000, 0x1111111111111111, 0x2222222222222222, 0x3333333333333333, 0x4444444444444444, 0x5555555555555555, 0x6666666666666666, 0x7777777777777777, 0x8888888888888888,0x9999999999999999, 0xAAAAAAAAAAAAAAAA,0xBBBBBBBBBBBBBBBB, 0xCCCCCCCCCCCCCCCC,0xDDDDDDDDDDDDDDDD,  0xEEEEEEEEEEEEEEEE,0xFFFFFFFFFFFFFFFF,0x0011001100110011,0x2233223322332233, 0x4455445544554455, 0x6677667766776677, 0x8899889988998899,0xAABBAABBAABBAABB, 0xCCDDCCDDCCDDCCDD,0xEEFFEEFFEEFFEEFF, 0x2200220022002200, 0x3311331133113311, 0x6644664466446644, 0x7755775577557755, 0xAA88AA88AA88AA88,0xBB99BB99BB99BB99, 0xEECCEECCEECCEECC, 0xFFDDFFDDFFDDFFDD}; 

這樣程序就可以正常運(yùn)行。

第三個(gè)要點(diǎn)：使用在 Flash 上跑 IAP 代碼進(jìn)行快速編程的話，建議看一下參考手冊(cè)里快速編程的步驟，在步驟中的第一步時(shí)使用 Page Erase 對(duì)當(dāng)前頁(yè)進(jìn)行擦除后對(duì)當(dāng)前頁(yè)進(jìn)行快速編程，每次一頁(yè)，也就是“擦除當(dāng)前頁(yè)→快速編程當(dāng)前頁(yè)→擦除下一頁(yè)→快速編程下一頁(yè)→……”。

下面來(lái)仔細(xì)閱讀參考手冊(cè)，關(guān)注一下另外幾個(gè)要點(diǎn)。

第四要點(diǎn)：關(guān)于時(shí)鐘，在快速編程的過(guò)程中，CPU 的時(shí)鐘頻率（HCLK）不得低于 8MHz。這個(gè)在大家的應(yīng)用中一般都是滿足的，所以還好。另外，在“注”里邊說(shuō)明，F(xiàn)STPG 位置 1 時(shí)，內(nèi)部振蕩器 HSI16 會(huì)自動(dòng)使能，在 FSTPG 位清零時(shí)自動(dòng)禁止，但 HSI16 之前已經(jīng)通過(guò) HSION 使能的情況除外。

第五要點(diǎn)：這一行 32 個(gè)雙字必須連續(xù)寫入，兩個(gè)雙字寫入請(qǐng)求的最大時(shí)間間隔大約為 20us。如果后面的寫入請(qǐng)求時(shí)間超出了這個(gè)范圍，那么將導(dǎo)致 MISSERR 錯(cuò)誤產(chǎn)生。一般來(lái)說(shuō)，只要您使用的是庫(kù)文件的函數(shù)，不用擔(dān)心這個(gè)問題。

第六要點(diǎn)：在兩次擦除之間，每一行的寫入，高壓持續(xù)時(shí)間不能大于8ms。一般來(lái)說(shuō)，只要HCLK 的時(shí)鐘保證在8MHz以上，對(duì)32個(gè)雙字的連續(xù)寫序列，時(shí)間上還是沒問題的。如果真的程序沒寫好，導(dǎo)致存在這種情況，那么在芯片內(nèi)部有個(gè)7ms 的檢測(cè)機(jī)制，超時(shí)就會(huì)自動(dòng)停止編程，并置位 FASTERR。

第七要點(diǎn)：關(guān)中斷。至于為什么？大家都知道，就不多說(shuō)了。如果大家使用 Cube 庫(kù)，也可以看到在 FLASH_Program_Fast() 在進(jìn)行關(guān)中斷，但是示例中并沒有恢復(fù)打開中斷，所以大家在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)情況看是否需要將中斷打開。

3 問題解決

上面幾個(gè)要點(diǎn)，如果軟件工程師使用的是 STM32Cube 庫(kù)，那么在撰寫代碼上最主要是檢查一下前面三個(gè)要點(diǎn)的情況。后面幾個(gè)要點(diǎn)稍微了解就可以了。

結(jié)論

Flash的快速編程可以節(jié)省編程的時(shí)間，但是在使用上因?yàn)橛胁簧傧拗埔蛩?，使得它的軟件設(shè)計(jì)比標(biāo)準(zhǔn)編程復(fù)雜，需要工程師細(xì)心調(diào)試。

建議

軟件工程師在撰寫Flash快速編程時(shí)，仔細(xì)閱讀下參考手冊(cè)，并參考本文中的各個(gè)要點(diǎn)，然后根據(jù)自己的實(shí)際應(yīng)用情況，理清邏輯，來(lái)撰寫完整的 Flash 編程代碼。