如何在嵌入式系统中检查堆和栈RAM的一致性

Question

我正在做一个使用LEON2处理器(Sparc V8)的项目。处理器使用8MB的RAM，需要在启动自检期间进行一致性检查。我的问题是，我的Boot显然使用了一小部分RAM用于它的Heap/BSS/Stack，如果不使我的应用程序崩溃，我就无法对其进行修改。我的RAM测试非常简单，将某个值写入所有RAM地址，然后将它们读回，以确保RAM芯片可以寻址。

这种方法可以用于大多数可用的RAM，但是如何安全地检查剩余RAM的一致性？

Answer 1

由于我正在对一个与安全相关的设备进行编程，因此我必须在操作期间进行一次完整的RAM测试。我将测试分成两个测试：

1. Addressing测试

您将唯一值写入每条寻址线到达的地址，在写入所有值后，将读回这些值并将其与预期值进行比较。该测试检测地址线的短路(或卡住@low/high)(意味着您希望在地址0xFF40上写入0x55，但由于短路，该值存储在0xFF80，测试2无法检测到此情况：

1. 模式测试：

例如，您将RAM的前4个字节保存在CPU的寄存器中，然后您首先清除单元，写入0x55，验证，写入0xAA，验证并恢复保存的内容(当然，您可以使用其他模式)，等等。您必须使用寄存器的原因是，通过使用变量，此变量将被该测试销毁。您甚至可以使用此测试测试您的堆栈。在我们的项目中，我们一次测试4个单元，我们必须运行此测试，直到测试完整个RAM。

我希望这会有一点帮助。

Answer 2

通常，需要测试每个字节的RAM测试将作为处理器启动时发生的第一件事来完成。通常，在此之前要做的另一件事就是硬件初始化，为了使RAM测试能够访问RAM，需要进行硬件初始化。

这通常是在禁用中断的情况下用汇编语言完成的，原因之一是这是确保不使用RAM的唯一方法。

如果您想在那之后执行RAM测试，那么您仍然需要在系统启动的早期进行测试。你也许可以在两次测试中完成--其中任何变量/栈/任何测试需要的东西都在低RAM中，而该测试测试高RAM。然后使用高RAM中的数据再次运行测试，同时测试低RAM。

另一个注意事项:验证您是否读回了写入的某个值是一项简单的测试，这可能比什么都没有好，但它可能会遗漏某些类型的常见故障(特别是外部RAM:丢失或交叉焊接的地址线)。

您可以在此处找到有关基本RAM测试的更多详细信息：

• Jack Ganssle, "Testing RAM in Embedded Systems"
• Michael Barr, "Fast Accurate Memory Test Suite"

Answer 3

如果您在C运行时环境启动之前进行测试，那么您可以毫无问题地丢弃Heap和BSS区域。

通常，堆栈在运行时设置期间不会经常使用，因此您可以将其丢弃而不会产生不良影响。只要检查你的系统就行了。

如果您需要在测试期间使用堆栈，或者需要保留堆栈，只需将其移动到已经测试过的区域，调整堆栈指针。之后，只需恢复旧的堆栈并继续。

一旦进入运行时环境，就没有简单的方法可以做到这一点。