STM32H750使用QSPI在外置flash运行程序导致串口收发异常

jyklll

请教下论坛里的大佬们，有在实际项目中用过外置flash运行程序吗？
最近在尝试外置flash运行程序，用了一块小小的开发板，板载100pin的H750VBT6和8MB的QSPI flash：W25Q64；
程序主要配置如下：bootloader放在内置flash，其他所有程序包括中断服务函数都放在外置flash，开启ICache，仅使用AXI SRAM，QSPI时钟频率100M，同时开启8个串口，用dma1每隔250us循环发送固定数据给从机，用串口idle中断+dma2接收从机回复的数据，dma1+dma2的16个通道全部用满，发送是NORMAL模式，目前发现一些很奇怪的问题：

1.使用内置flash运行上述程序时，没有任何异常，串口dma收发非常稳定；
2.使用外置flash运行上述程序时，偶尔出现串口收发异常，异常分为两种情况：
①发送数据异常：逻辑分析仪显示要发送的数据错误，比如0x63变成了0xC3，或者直接framing error，无法解析出正常数据；
②接收数据异常：逻辑分析仪显示要接收的数据正确，J-Link仿真界面显示要接收的数据错误，比如逻辑分析仪显示正常的0x06，而H750中的程序却解析成了0x86。


下图分别是逻辑分析仪抓取的发送异常和仿真界面抓取的接收异常

发送异常

         

接收异常

关于第①点中的串口发送异常，目前没发现什么线索；
关于第②点中的串口接收异常，我查看了H750的系统结构图，一度怀疑是因为我用了AXI SRAM，导致QSPI在读取flash的时候和DMA抢占了AXI总线，使DMA传输效率降低，在DMA未完成数据传输的情况下，CPU提前对目标地址进行数据解析，导致出错（开启DCache会加剧这种情况），所以我尝试把RAM切换到AHB SRAM1，和DMA通过AHB总线直连，减少总线竞争，但改善效果并不明显，依然存在接收错误的现象；后来又调整了AXI互联寄存器中ASIB IN1的优先级为最高，效果依然不明显。

AXI

     

ASIB

此外，用的串口越多，异常出现频率越高，减少到4个串口时异常明显减少，示波器显示QSPI将8个串口的中断函数取完要耗时近80us，缩减串口数量后，通讯时间缩短，错误现象也随之减少，所以我觉得导致异常的根本原因还是在于H750和外置FLASH的通讯。

请教下论坛的朋友们有这方面的经验吗？是我的程序配置有问题吗？还是和总线抢占或硬件有关呢？有关的话，有什么解决方案么？再不行的话，我打算直接换个好点的开发板试试

eric2013

1、开启DCache，然后配置AXI SRAM配置MPU/Cache，直接关闭读写Cache，这种函数测试下。

[C] 纯文本查看 复制代码

    /* 最高性能，读Cache和写Cache都开启 */        
#if 0
        /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
        MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
        MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
        MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
        MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
        MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
        MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
        MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
        MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
        MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
        MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
        MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /* 最低性能，读Cache和写Cache都关闭 */
 #else
        /* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate，NO Write allocate */
        MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
        MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
        MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
        MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
        MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
        MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
        MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
        MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
        MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
        MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
        MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#endif

2、开启QSPI Flash的最高Cache性能



3、开启最高QSPI Flash性能也不行的话，考虑部分代码加载到其他RAM区测试下（不要再加载到AXI SRAM），直接右击分组设置就行，看看改善多少：

https://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=101011

jyklll

eric2013 发表于 2023-7-28 18:38
1、开启DCache，然后配置AXI SRAM配置MPU/Cache，直接关闭读写Cache，这种函数测试下。

[mw_shl_code=c, ...

感谢硬汉哥回复，目前确定接收错误就是由AXI总线抢占导致的，在开始数据解析前等待DMA传输标志位可以避免这个问题

tovinz

厉害

不知道把这部分代码放到内部RAM去运行效果会不会好一点

jyklll

tovinz 发表于 2023-7-31 16:50
厉害

不知道把这部分代码放到内部RAM去运行效果会不会好一点

理论上可行，我还没试过，但我觉得最稳妥最安全的做法，依然是通过DMA传输标志位来确定传输是否完成，缺点是实时性降低，而且对数据有了长度限制，网上看到过很多用串口空闲+DMA进行接收的例子，不知道他们有没有处理过类似问题

tovinz

jyklll 发表于 2023-7-31 19:03
理论上可行，我还没试过，但我觉得最稳妥最安全的做法，依然是通过DMA传输标志位来确定传输是否完成，缺 ...

为什么说会降低实时性呢，感觉等待DMA传输完成也不会耗时太久吧，不过看你250us的包周期确实已经很快了。
包长问题多多少少会存在，毕竟要事先准备一个确定大小的缓冲区给DMA。要是接收的包过长可以把DMA的传输完成中断打开处理一下溢出就行了吧。

jyklll

tovinz 发表于 2023-7-31 19:28
为什么说会降低实时性呢，感觉等待DMA传输完成也不会耗时太久吧，不过看你250us的包周期确实已经很快了。 ...

我也是新手，了解的还不多哈~~有时可能会遇到从机突然断线停止通讯的情况，为了防止无限等待DMA标志位，还要做个超时处理，我觉得这或多或少会降低一点实时性吧