STM32

STM32H750使用QSPI-Flash实现片上程序执行出错【已解决】

2020-01-04 19:03发布

站内问答 / STM32/STM8
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本帖最后由 wzd5230 于 2019-1-28 13:23 编辑

        项目中使用的MCU是STM32H750，core最高频率400MHz，内部flash只有128KB，是无法满足目前我们的应用的，遂考虑外部扩展存储，并且片上执行（因为内部RAM也只有1MB），扩展的方案有2个，其一，通过QSPI外扩串行Flash，该MCU支持QSPI外接存储设备的XIP功能；其二，通过FSMC接口，外接并行的norFlash，这种方式耗费MCU的引脚比较多。因此采用QSPI外接Flash的方式。
        目前在测试阶段，在MCU内部Flash中，包含了一个类似于Boot的程序，该程序初始化QSPI工作在内存映射模式，以及进行程序跳转。MCU的QSPI最高频率支持200MHz。外部Flash最高clock支持133MHz，已经包含了一个有效、可用的程序，该程序对某一IO口进行翻转。
        【遇到的问题】：
        1、QSPI的clock如果设置的比较高（>=50MHz），MCU就会进入hardfault_handler()，这可以理解，因为从Flash中读取的数据就是“指令”，指令不正确，肯定会出问题。如果QSPI的clock设置的比较低，如33MHz，那么是可以正常跳转，并且外部flash中的程序也执行了，IO正常翻转。
        2、【测试1】，仅配置QSPI工作在内存映射模式，并不进行跳转，这样可以直接使用指针去读取数据，并且可以在IAR的memory窗口直接看到flash所映射地址的数据。测试结果是QSPI低速时通过JLink可以查看到数据，使用指针也可以正常访问到数据。如果QSPI设置clock高了，直接MCU进入异常状态。
        3、【测试2】，将上述的【测试1】在一个STM32H743的评估板上验证（该板卡没有外接flash），即使QSPI的频率设置到100MHz，MCU也没有死，由于外部没有数据，映射的数据全为0xFF（我将SIO0..3直接接到VCC）。
        4、不使用QSPI的内存映射模式，而是使用最简单的间接模式，对Flash中的数据进行读取，测试发现，当QSPI的clock速度提高了，mcu也还是死机。
        5、还有很多其他的对比测试，我就不具体列出了。
        【咨询的问题】
        1、是否有使用过STMH750这一系列MCU的童鞋，我怀疑这个芯片的QSPI速度有限制，和STM32H743是不同的，当QSPI速度提升了，整个MCU进入异常。
        2、是否有哪位使用STMH750这个MCU，外部通过QSPI扩展Flash实现片上执行程序（其实是取指令）。
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21条回答
wzd5230
1楼-- · 2020-01-05 12:12
eleqian 发表于 2019-1-28 10:45
在f730上试过108M qspi xip正常，频率高了不行感觉是布线问题，可以贴个图，同时也要对着flash手册对比时序 ...

问题已经解决，是CubeMX默认生成的QSPI配置存在问题。
wzd5230
2楼-- · 2020-01-05 13:16
aming2046 发表于 2019-1-28 11:43
我最近也在搞这个一直没成功，楼主能否提供代码让我学习一下，最好也包括下载算法，谢谢了 ...

我手上暂时处于评估阶段，直接跑CubeMX生成的工程。你用CubeMX生成QSPI的程序就好了。还有CubeMX安装目录下有STM32H743-EVK的例程，可以参考。
aming2046
3楼-- · 2020-01-05 15:24
 精彩回答 2  元偷偷看……
aming2046
4楼-- · 2020-01-05 18:20
我有个下载算法，下进去不能运行，不知道是算法问题，还是程序问题
clesun
5楼-- · 2020-01-06 00:11
能否贴出来差异，我们也学习下，平常得模板都是cubemx出得，这下就吓人了。
wzd5230
6楼-- · 2020-01-06 02:39
clesun 发表于 2019-1-28 15:27
能否贴出来差异，我们也学习下，平常得模板都是cubemx出得，这下就吓人了。 ...


区别在于这个函数HAL_QSPI_MspInit

CubeMX原始生成：
  1.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  2.   if(hqspi->Instance==QUADSPI)
  3.   {
  4.   /* USER CODE BEGIN QUADSPI_MspInit 0 */

  6.   /* USER CODE END QUADSPI_MspInit 0 */
  7.     /* Peripheral clock enable */
  8.     __HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE();
  9.   
  10.     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  11.     __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
  12.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  13.     /**QUADSPI GPIO Configuration   
  14.     PB2     ------> QUADSPI_CLK
  15.     PE7     ------> QUADSPI_BK2_IO0
  16.     PE8     ------> QUADSPI_BK2_IO1
  17.     PE9     ------> QUADSPI_BK2_IO2
  18.     PE10     ------> QUADSPI_BK2_IO3
  19.     PC11     ------> QUADSPI_BK2_NCS
  20.     */
  21.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
  22.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  23.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  24.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  25.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
  26.     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  28.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
  29.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  30.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  31.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  32.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_QUADSPI;
  33.     HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);

  35.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
  36.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  37.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  38.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  39.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
  40.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  42.   /* USER CODE BEGIN QUADSPI_MspInit 1 */

  44.   /* USER CODE END QUADSPI_MspInit 1 */
  45.   }
复制代码

修改后的：
  1.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  2.   if(hqspi->Instance==QUADSPI)
  3.   {
  4.     /*##-1- Enable peripherals and GPIO Clocks #################################*/
  5.     /* Enable the QuadSPI memory interface clock */
  6.     __HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE();
  7.     /* Reset the QuadSPI memory interface */
  8.     __HAL_RCC_QSPI_FORCE_RESET();
  9.     __HAL_RCC_QSPI_RELEASE_RESET();   
  10.     /* Enable GPIO clocks */
  11.     __HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE();
  12.     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  13.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  14.     __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
  15.     __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  16.     /* Enable DMA clock */
  17.     __HAL_RCC_MDMA_CLK_ENABLE();  
  18.    
  19.     /*##-2- Configure peripheral GPIO ##########################################*/
  20.     /**QUADSPI GPIO Configuration   
  21.     PB2     ------> QUADSPI_CLK
  22.     PE7     ------> QUADSPI_BK2_IO0
  23.     PE8     ------> QUADSPI_BK2_IO1
  24.     PE9     ------> QUADSPI_BK2_IO2
  25.     PE10     ------> QUADSPI_BK2_IO3
  26.     PC11     ------> QUADSPI_BK2_NCS
  27.     */
  28.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
  29.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  30.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  31.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  32.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
  33.     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  35.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
  36.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  37.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  38.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  39.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_QUADSPI;
  40.     HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);

  42.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
  43.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  44.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  45.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  46.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
  47.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  49.   /* USER CODE BEGIN QUADSPI_MspInit 1 */

  51.   /* USER CODE END QUADSPI_MspInit 1 */
  52.   }
复制代码
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