为什么即使当时钟被禁用时，D2内存也能正常工作？

Question

TL;DR:文档声明，我必须在微控制器中启用特定的内存区域，然后才能使用它。但是，在启用它之前，甚至在禁用它之后，我都可以使用它。这怎麽可能？

我目前正在为STM32H743微控制器开发一个应用程序。当时钟被禁用时，我不明白RAM是如何正确工作的。

这个MCU有多个存储器，分散在多个电源域上：

• 在D1领域，它有ITCMRAM + DTCMRAM + AXI SRAM (64 + 128 + 512 kB)。
• 在D2域中有SRAM1 + SRAM2 + SRAM3 (128 + 128 + 32 kB)。
• 在D3域中，它具有SRAM4 +备份SRAM (64 +4 kB)

我想使用SRAM1。参考手册(RM0433 Rev.7)第366页指出：

如果CPU想使用位于D2域中的内存(SRAM1、SRAM2和SRAM3)，就必须启用它们。

在第452页的寄存器设置中，将介绍如何做到这一点：

RCC AHB2时钟寄存器(RCC_AHB2ENR): SRAM1EN: SRAM1块启用 通过软件设置和重置。设置时，此位指示SRAM1由CPU分配。它使D2域也考虑到D2的工作模式，即当CPU处于CRun状态时，将DRun域保持在DRun中。 0: SRAM1接口时钟被禁用。(重置后默认) 1:启用SRAM1接口时钟。

因此，默认值(重置后)为0，这意味着禁用了SRAM1接口。

在STM社区论坛上的这条线中，问题是为什么D2内存不能正常工作，解决方案是启用D2 RAM时钟。这样做的“正确”方法是在SystemInit() ( STM32H7 HAL的一部分)中。在system_stm32h7xx.c中，我们可以找到以下代码部分：

/************************* Miscellaneous Configuration ************************/
/*!< Uncomment the following line if you need to use initialized data in D2 domain SRAM (AHB SRAM)
 */
// #define DATA_IN_D2_SRAM

(...)

void SystemInit(void)
{
    (...)
#if defined(DATA_IN_D2_SRAM)
    /* in case of initialized data in D2 SRAM (AHB SRAM) , enable the D2 SRAM clock (AHB SRAM clock)
     */
#    if defined(RCC_AHB2ENR_D2SRAM3EN)
    RCC->AHB2ENR |= (RCC_AHB2ENR_D2SRAM1EN | RCC_AHB2ENR_D2SRAM2EN | RCC_AHB2ENR_D2SRAM3EN);
#    elif defined(RCC_AHB2ENR_D2SRAM2EN)
    RCC->AHB2ENR |= (RCC_AHB2ENR_D2SRAM1EN | RCC_AHB2ENR_D2SRAM2EN);
#    else
    RCC->AHB2ENR |= (RCC_AHB2ENR_AHBSRAM1EN | RCC_AHB2ENR_AHBSRAM2EN);
#    endif /* RCC_AHB2ENR_D2SRAM3EN */

    tmpreg = RCC->AHB2ENR;
    (void)tmpreg;
#endif /* DATA_IN_D2_SRAM */
    (...)
}

因此，要使用D2内存，应该定义宏DATA_IN_D2_SRAM (或者您必须使用__HAL_RCC_D2SRAM1_CLK_ENABLE()手动启用时钟)。

然而，，，我没有定义这个宏，甚至当我手动禁用时钟时，内存似乎运行得很好。

我的主要任务(我正在运行FreeRTOS，这是目前唯一的任务)如下所示：

void main_task(void * argument)
{
    __HAL_RCC_D2SRAM1_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_D2SRAM2_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_D2SRAM3_CLK_DISABLE();
    mem_test(); // expected to fail, but runs successfully
    for (;;) {}
}

内存测试将已知的数据完全填充到D2内存中，然后在其上计算CRC。儿童权利委员会是正确的。我已经验证了缓冲区确实放置在D2内存中(内存地址0x30000400在SRAM1的0x30000000-0x3001FFFF范围内)。RCC->AHB2ENR的值被确认为0(所有时钟被禁用)。我还确认了RCC->AHB2ENR的地址是0x580244DC，如数据表中所述。

数据缓存被禁用。

我在这里错过了什么？当时钟被禁用时，为什么这个内存是可读的和可写的？

更新：应请求，以下是我的内存测试代码，从中我得出结论，可以成功地编写和读取内存：

// NB: The sections are defined in the linker script.
static char test_data_d1[16] __attribute__((section(".RAM_D1_data"))) = "Test data in D1";
static char test_data_d2[16] __attribute__((section(".RAM_D2_data"))) = "Test data in D2";
static char test_data_d3[16] __attribute__((section(".RAM_D3_data"))) = "Test data in D3";

static char buffer_d1[256 * 1024ul] __attribute__((section(".RAM_D1_bss")));
static char buffer_d2[256 * 1024ul] __attribute__((section(".RAM_D2_bss")));
static char buffer_d3[ 32 * 1024ul] __attribute__((section(".RAM_D3_bss")));

static void mem_test(void)
{
    // Fill the buffers each with a different test pattern.
    fill_buffer_with_test_data(buffer_d1, sizeof(buffer_d1), test_data_d1);
    fill_buffer_with_test_data(buffer_d2, sizeof(buffer_d2), test_data_d2);
    fill_buffer_with_test_data(buffer_d3, sizeof(buffer_d3), test_data_d3);

    uint32_t crc_d1 = crc32b((uint8_t const *)buffer_d1, sizeof(buffer_d1));
    uint32_t crc_d2 = crc32b((uint8_t const *)buffer_d2, sizeof(buffer_d2));
    uint32_t crc_d3 = crc32b((uint8_t const *)buffer_d3, sizeof(buffer_d3));

    printf("CRC buffer_d1 = 0x%08lX\n", crc_d1);
    printf("CRC buffer_d2 = 0x%08lX\n", crc_d2);
    printf("CRC buffer_d3 = 0x%08lX\n", crc_d3);

    assert(0xC29DFAED == crc_d1); // Python: hex(binascii.crc32(16384 * b'Test data in D1\0'))
    assert(0x73B70C2A == crc_d2); // Python: hex(binascii.crc32(16384 * b'Test data in D2\0'))
    assert(0xC30AE71E == crc_d3); // Python: hex(binascii.crc32(2048 * b'Test data in D3\0'))
}

Answer 1

经过大量的测试和调查，我发现在一个最小的应用程序中禁用了D2 SRAM (如文档和预期的那样)，使用了SysTick和几个LED来使测试结果可见。然而，当使用计时器(TIM1)而不是SysTick，或者启用USART时，D2 SRAM也被启用了，即使我在代码中没有启用它。实际上，添加以下任何一行代码都将隐式地启用D2内存：

__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_USART3_CLK_ENABLE();

STM支持已经证实了这种行为：

一旦激活D2中的任何外设，D2内存就会被激活。这意味着，如果您为位于D2域中的任何外围设备(AHB1、AHB2、APB1和APB2)启用时钟，则即使RCC->AHB2ENR为0，D2 SRAM也是活动的。

我仍然在寻找一个可靠的来源(参考手册)来记录这种行为，但这似乎是一个合理的解释。

在实践中，我认为这意味着D2内存几乎总是自动启用的，因此您不必关心它，至少对于最常见的用例(例如，当使用任何外围设备或DMA控制器时)。只有当您想要使用D2内存，而不使用任何D2外围设备时，您才需要手动启用SRAM时钟。这也是启动代码的情况，在启动代码中(如果您选择实现此操作)，将在启用任何外围设备之前初始化D2 SRAM。