SRAM運行狀態(tài)分析步驟詳解

目前，對于存儲單元SRAM的研究都是基于硬件電路來完成，而且這些方法都是運用在生產(chǎn)過程中，但是生產(chǎn)過程并不能完全杜絕SRAM的硬件故障。在其使用過程中，如果SRAM硬件出錯，將導(dǎo)致程序出錯而且很難被發(fā)現(xiàn)。因此在運用的階段，為防止存儲單元損壞而導(dǎo)致系統(tǒng)出錯，通過軟件的方式對SRAM進行檢測是必要的。

1 SRAM運行狀態(tài)分析

SRAM是存儲非CONSTANT變量（如RW），它具有掉電即失的特點。由Cortex—M3的啟動步驟可知，系統(tǒng)上電后，首先執(zhí)行復(fù)位的5個步驟：

①NVIC復(fù)位，控制內(nèi)核；

②NVIC從復(fù)位中釋放內(nèi)核；

③內(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：

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：

①復(fù)制非root（RW、RO）從Flash到SRAM；

②分配ZI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。

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地址進行檢測后SRAM的數(shù)值，完全符合程序設(shè)計要求。

SRAM測試通過后，釋放所有的SRAM，還原為0x00，如圖4所示。

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。