Cortex—M3的SRAM單元故障軟件的自檢測研究

引言
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過程中，但是生產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，將導致程序出錯而且很難被發現。因此在運用的階段，為防止存儲單元損壞而導致系統出錯，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，系統上電后，首先執行復位的5個步驟：
①NVIC復位，控制內核；
②NVIC從復位中釋放內核；
③內核配置堆棧；
④內核設置PC和LR；
⑤運行復位程序。
可以看出，不能在調入C環境之后檢測SRAM，必須在Cortex—M3復位之前和啟動之后進行檢測。
在執行系統復位的最后一個步驟之前，系統都沒有對SRAM執行任何相關的數據傳送動作。第⑤步運行復位程序，在ST公司Cortex-M3處理器內核的STM32系列微控制器的啟動代碼中有一段復位子程序：

在這個子程序里導入了__main，__main是C庫文件的入口地址。它執行下面3個步驟：
①復制非root(RW、RO)從Flash到SRAM；
②分配ZI區，并且初始化為0；
③跳轉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，系統對SRAM進行了相關數據轉移的操作。因此，檢測SRAM必須在此步驟之前，否則將會覆蓋SRAM從Flash中轉移過來的數據。

2 SRAM檢測方案設計
在復位子程序跳入_ _main之前，設計另一個程序入口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而出現算法本身錯誤。由于Cortex—M3復位后默認的時鐘為HSI，是一個內部RC振蕩器，因此精度不高。如果需要更準和快速的時鐘，就必須在跳入SRAM_Check之前對相關的寄存器進行操作。

3 SRAM檢測軟件設計
圖1為本文設計的SRAM檢測軟件程序流程。