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灵动微课堂 (第168讲) | MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（三）

2021-5-28 13:38:33 989

0 在上一章节中我们介绍了CPU寄存器检测的实现方法，本章节我们将给大家介绍RAM检测的实现方法。SRAM检测不仅检测数据区域的错误，还检测其内部地址和数据路径的错误。检测时由于需要执行软件算法(March-C)，会影响CPU的利用率，所以SRAM测试采用拓扑模式，按位阵列推进测试，阵列中的逻辑邻位（属于单字）物理上彼此分离，而带后续逻辑地址的字对在物理上却共享邻位，此时可采用按字测试的方法。 SRAM自检采用March-C算法，March-C是一种用于嵌入式芯片RAM测试的算法，是安全认证的一部分，可用于测试那些未被硬件奇偶校验覆盖的部分RAM。为了不影响MCU的运行，将RAM分成很多小块，每次测试其中一块, 先将要测试的块清零，然后按位逐位置1，每置一位，测试该位是不是1，是就继续，不是就报错；全部置完后，再逐位清0，每清一个位，测试该位清0是不是0，如果是就正确，不是就报错。如果是对工作区的RAM，数据需要保留，在RAM中开一个安全保留区，先对安全保留区March-C，然后把要测试的区的数据copy进安全区，再对要测试的工作区进行March-C，测试-- copy进安全区-- 测试-- copy进安全区...... 完成整个空间的测试。在ClassB检测中，RAM自检也分为启动自检与运行自检两部分。 01 ClassB RAM启动自检 RAM在启动自检过程中会检测全部的RAM。算法中会用值（0x00000000）和值（0xFFFFFFFF）逐字填充，填充后读取出来比较看值是否相等。具体的运行流程图如下：主要有6步：对所有测试单元写0 (按地址增加的顺序) 逐个检测每个单元是否为0，如果全为0，然后写为0xFF* (按地址增加的顺序) 逐个检测每个单元是否为0xFF，如果全为F，然后写为0 (按地址增加的顺序) 逐个检测每个单元是否为0，如果全为0，然后写为0xFF (按地址递减的顺序) 逐个检测每个单元是否为0xFF，如果全为F，然后写为0 (按地址递减的顺序) 逐个检测每个单元是否为0(按地址递减的顺序) Class_FullRamMarchC PUSH {R4-R7} MOVS R4, #0x1 ; Test success status by default MOVS R3,R2 ; setup inverted background pattern RSBS R3, R3, #0 SUBS R3,R3, #1 ; Step 1 * ; Write background pattern with addresses increasing MOVS R5,R0 __FULL1_LOOP CMP R5,R1 BHI __FULL_RET LDR R7,[R5, #+0] STR R2,[R5, #+0] LDR R6,[R5, #+0] CMP R2,R6 BNE __FULL_ERR STR R3,[R5, #+0] LDR R6,[R5, #+0] CMP R3,R6 BNE __FULL_ERR STR R7,[R5, #+0] ADDS R5,R5,#+4 B __FULL1_LOOP ; * Step 2 * ; Write background pattern with addresses decreasing MOVS R5,R1 SUBS R5,R5,#+4 __FULL2_LOOP CMP R5,R0 BLO __FULL_RET LDR R7,[R5, #+0] STR R2,[R5, #+0] LDR R6,[R5, #+0] CMP R2,R6 BNE __FULL_ERR STR R3,[R5, #+0] LDR R6,[R5, #+0] CMP R3,R6 BNE __FULL_ERR STR R7,[R5, #+0] SUBS R5,R5,#+4 B __FULL2_LOOP __FULL_ERR MOVS R4,#0 ; error result __FULL_RET MOVS R0,R4 POP {R4-R7} BX LR ; return to the caller 02 ClassB RAM运行自检程序 RAM在运行自检的过程中只检测部分RAM，不会检测全部的RAM。目前主要自检0x20000030-0x2000007B范围内的RAM以及0x20000000-0x2000001F缓冲区范围的RAM，具体的操作流程如下：在mm32_RamMcMxKeil.c进行如下操作： ; *************** test of the RAM slice ***************** MOVS R5, #0 ; NO - save content of the RAM slice into the backup buffer __SAVE_LOOP LDR R6,[R4, R5] ; load data offset LDR R7,[R0, R6] ; load data from RAM ADDS R5,R5,#4 ; original data are stored starting from second item of the buffer STR R7,[R1, R5] ; (first and last items are used for testing purpose exclusively) CMP R5, #20 BLE __SAVE_LOOP ; * Step 1 * ; Write background pattern with addresses increasing MOVS R5, #0 __STEP1_LOOP LDR R6,[R4, R5] ; load data offset STR R2,[R0, R6] ; store background pattern ADDS R5,R5,#4 CMP R5, #20 BLE __STEP1_LOOP ; * Step 2 *** ; Verify background and write inverted background with addresses increasing MOVS R5, #0 __STEP2_LOOP LDR R6,[R4, R5] ; load data offset LDR R7,[R0, R6] ; verify background pattern CMP R7, R2 BNE __STEP_ERR STR R3,[R0, R6] ; store inverted background pattern ADDS R5,R5,#4 CMP R5, #20 BLE __STEP2_LOOP 在MDK工程的mm32_STLClassBvar.h文件中设置一些变量进行定址，并在工程配置中设定区域。 /* RAM location for temporary storage of original values at run time RAM transparent test / EXTERN uint32_t aRunTimeRamBuf[RT_RAM_BLOCKSIZE + 2] __attribute__((section("RUN_TIME_RAM_BUF"))); / RAM pointer for run-time tests / EXTERN uint32_t pRunTimeRamChk __attribute__((section("RUN_TIME_RAM_PNT"))); EXTERN uint32_t pRunTimeRamChkInv __attribute__((section("RUN_TIME_RAM_PNT"))); EXTERN uint32_t aGAP_FOR_RAM_TEST_OVERLAY[2] __attribute__((section("RUN_TIME_RAM_PNT"))); /Note:the zero_init forces the linker to place variables in the bsssection / /This allows the UNINIT directive(in scatter file)to work. On the contrary / / all Class B variables pairs should be initialized properly by user before using them / / Counter for verifying correct program execution at start / EXTERN uint32_t CtrlFlowCnt __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN uint32_t CtrlFlowCntInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); / Counter for verifying correct program execution in interrupt / EXTERN uint32_t ISRCtrlFlowCnt __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN uint32_t ISRCtrlFlowCntInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); / LSI period measurement at TIM5 IRQHandler / EXTERN uint32_t PeriodValue __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN uint32_t PeriodValueInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); / Sofware time base used in main program (incremented in SysTick timer ISR / EXTERN uint32_t TickCounter __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN uint32_t TickCounterInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); / Indicates to the main routine a 100ms tick / EXTERN __IO uint32_t TimeBaseFlag __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN __IO uint32_t TimeBaseFlagInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); / Indicates to the main routine a 100ms tick / EXTERN __IO uint32_t LSIPeriodFlag __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN __IO uint32_t LSIPeriodFlagInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); / Stores the Control flow counter from one main loop to the other / EXTERN uint32_t LastCtrlFlowCnt __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN uint32_t LastCtrlFlowCntInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); / Pointer to FLASH for crc32 run-time tests / EXTERN uint32_t pRunCrc32Chk __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN uint32_t pRunCrc32ChkInv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); / Reference 32-bit CRC for run-time tests / EXTERN uint32_t RefCrc32 __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); EXTERN uint32_t RefCrc32Inv __attribute__((section("CLASS_B_RAM_REV"), zero_init)); EXTERN uint32_t LSI_Freq __attribute__((section("CLASS_B_RAM"), zero_init)); / Magic pattern for Stack overflow in this array / EXTERN __IO uint32_t aStackOverFlowPtrn[4] __attribute__((section("STACK_BOTTOM"), zero_init)); 在MDK的Options for Target 选项卡中进行如下配置：在ClassBtest.sct文件中可以看到如下结果：栈检查的操作原理：设定特定的值在栈底，当检测到栈底的数值发生变化了，就认为栈溢出了。 control_flow_call(STACK_OVERFLOW_TEST); aStackOverFlowPtrn[0] = 0xEEEEEEEEuL; aStackOverFlowPtrn[1] = 0xCCCCCCCCuL; aStackOverFlowPtrn[2] = 0xBBBBBBBBuL; aStackOverFlowPtrn[3] = 0xDDDDDDDDuL; control_flow_resume(STACK_OVERFLOW_TEST); /* * @Brief This function verifies that Stack didn't overflow * @param : None * @retval : ErrorStatus = (ERROR, SUCCESS) */ ErrorStatus STL_CheckStack(void) { ErrorStatus result = SUCCESS; CtrlFlowCnt += STACK_OVERFLOW_CALLEE; if ( aStackOverFlowPtrn[0] != 0xEEEEEEEEuL ) { result = ERROR; } if ( aStackOverFlowPtrn[1] != 0xCCCCCCCCuL ) { result = ERROR; } if ( aStackOverFlowPtrn[2] != 0xBBBBBBBBuL ) { result = ERROR; } if ( aStackOverFlowPtrn[3] != 0xDDDDDDDDuL ) { result = ERROR; } CtrlFlowCntInv -= STACK_OVERFLOW_CALLEE; return (result); } 以上代码是RAM自检的汇编代码，整个算法执行会花费一定时间，如果整个内存范围的测试时间太长，就会对用户应用程序造成较大的局限性，所以将其分成若干片段，这些片段与执行程序的本地区域相一致。对被测试区域进行动态修改，然后进行单独执行测试。检测出问题则会跳转后面的故障函数，可以添加对应的操作进行故障处理。 0
2021-5-28 13:38:33　　评论淘帖0 举报相关推荐 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（三） 8 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（三） 21 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（四） 9 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（四） 19 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（一） 11 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（一） 29 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（五） 24 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（六） 21 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（五） 5 • MM32F013x——IEC60730-1 B类认证软件设计指南（二） 22