STM32H750使用QSPI-Flash实现片上程序执行出错【已解决】

wzd5230

        项目中使用的MCU是STM32H750，core最高频率400MHz，内部flash只有128KB，是无法满足目前我们的应用的，遂考虑外部扩展存储，并且片上执行（因为内部RAM也只有1MB），扩展的方案有2个，其一，通过QSPI外扩串行Flash，该MCU支持QSPI外接存储设备的XIP功能；其二，通过FSMC接口，外接并行的norFlash，这种方式耗费MCU的引脚比较多。因此采用QSPI外接Flash的方式。
        目前在测试阶段，在MCU内部Flash中，包含了一个类似于Boot的程序，该程序初始化QSPI工作在内存映射模式，以及进行程序跳转。MCU的QSPI最高频率支持200MHz。外部Flash最高clock支持133MHz，已经包含了一个有效、可用的程序，该程序对某一IO口进行翻转。
        【遇到的问题】：
        1、QSPI的clock如果设置的比较高（>=50MHz），MCU就会进入hardfault_handler()，这可以理解，因为从Flash中读取的数据就是“指令”，指令不正确，肯定会出问题。如果QSPI的clock设置的比较低，如33MHz，那么是可以正常跳转，并且外部flash中的程序也执行了，IO正常翻转。
        2、【测试1】，仅配置QSPI工作在内存映射模式，并不进行跳转，这样可以直接使用指针去读取数据，并且可以在IAR的memory窗口直接看到flash所映射地址的数据。测试结果是QSPI低速时通过JLink可以查看到数据，使用指针也可以正常访问到数据。如果QSPI设置clock高了，直接MCU进入异常状态。
        3、【测试2】，将上述的【测试1】在一个STM32H743的评估板上验证（该板卡没有外接flash），即使QSPI的频率设置到100MHz，MCU也没有死，由于外部没有数据，映射的数据全为0xFF（我将SIO0..3直接接到VCC）。
        4、不使用QSPI的内存映射模式，而是使用最简单的间接模式，对Flash中的数据进行读取，测试发现，当QSPI的clock速度提高了，mcu也还是死机。
        5、还有很多其他的对比测试，我就不具体列出了。
        【咨询的问题】
        1、是否有使用过STMH750这一系列MCU的童鞋，我怀疑这个芯片的QSPI速度有限制，和STM32H743是不同的，当QSPI速度提升了，整个MCU进入异常。
        2、是否有哪位使用STMH750这个MCU，外部通过QSPI扩展Flash实现片上执行程序（其实是取指令）。

wye11083

怎么说呢，用SPI跑OTF就要能够忍受死机问题。我以前在FPGA上跑OTF时也经常遇到不稳定的情况。你对照STM手册查一下QSPI最高支持速度吧。是STM的速度，不是SPI的速度。

SPI的输出时间一般不低，有好几个ns，看看你线是不是太长，是不是为了下载方便在板子很远处做了下载座。

lyxer

官方的例子跑着有问题没

wzd5230

wye11083 发表于 2019-1-28 09:24
怎么说呢，用SPI跑OTF就要能够忍受死机问题。我以前在FPGA上跑OTF时也经常遇到不稳定的情况。你对照STM手册 ...

从这个型号上的数据手册来看，我所配置的频率是没有超出最大支持频率的。由于后来的测试只是采用内存映射，并没有跳转执行，在这种情况下，clock频率高了，MCU直接死机，这就很奇怪了。

eleqian

在f730上试过108M qspi xip正常，频率高了不行感觉是布线问题，可以贴个图，同时也要对着flash手册对比时序配置。

aming2046

我最近也在搞这个一直没成功，楼主能否提供代码让我学习一下，最好也包括下载算法，谢谢了

wzd5230

lyxer 发表于 2019-1-28 09:35
官方的例子跑着有问题没

感谢你的一句言语，我换了个思路，不使用CubeMX生成的工程，使用STM32H743的demo修改后跑了下，竟然可以了，对比发现是CubeMX默认生成的QSPI初始化函数不够完善，目前问题已经解决。

wzd5230

eleqian 发表于 2019-1-28 10:45
在f730上试过108M qspi xip正常，频率高了不行感觉是布线问题，可以贴个图，同时也要对着flash手册对比时序 ...

问题已经解决，是CubeMX默认生成的QSPI配置存在问题。

wzd5230

aming2046 发表于 2019-1-28 11:43
我最近也在搞这个一直没成功，楼主能否提供代码让我学习一下，最好也包括下载算法，谢谢了 ...

我手上暂时处于评估阶段，直接跑CubeMX生成的工程。你用CubeMX生成QSPI的程序就好了。还有CubeMX安装目录下有STM32H743-EVK的例程，可以参考。

aming2046

哦，有下载算法吗

aming2046

我有个下载算法，下进去不能运行，不知道是算法问题，还是程序问题

clesun

能否贴出来差异，我们也学习下，平常得模板都是cubemx出得，这下就吓人了。

wzd5230

clesun 发表于 2019-1-28 15:27
能否贴出来差异，我们也学习下，平常得模板都是cubemx出得，这下就吓人了。 ...

区别在于这个函数HAL_QSPI_MspInit

CubeMX原始生成：

1.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   
2.   if(hqspi->Instance==QUADSPI)
   
3.   {
   
4.   /* USER CODE BEGIN QUADSPI_MspInit 0 */
   
5. 
   
6.   /* USER CODE END QUADSPI_MspInit 0 */
   
7.     /* Peripheral clock enable */
   
8.     __HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE();
   
9.   
   
10.     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    
11.     __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
    
12.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    
13.     /**QUADSPI GPIO Configuration   
    
14.     PB2     ------> QUADSPI_CLK
    
15.     PE7     ------> QUADSPI_BK2_IO0
    
16.     PE8     ------> QUADSPI_BK2_IO1
    
17.     PE9     ------> QUADSPI_BK2_IO2
    
18.     PE10     ------> QUADSPI_BK2_IO3
    
19.     PC11     ------> QUADSPI_BK2_NCS
    
20.     */
    
21.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
    
22.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
23.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
24.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    
25.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
    
26.     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
27. 
    
28.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
    
29.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
30.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
31.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    
32.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_QUADSPI;
    
33.     HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
    
34. 
    
35.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
    
36.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
37.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
38.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    
39.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
    
40.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    
41. 
    
42.   /* USER CODE BEGIN QUADSPI_MspInit 1 */
    
43. 
    
44.   /* USER CODE END QUADSPI_MspInit 1 */
    
45.   }

复制代码

修改后的：

1.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   
2.   if(hqspi->Instance==QUADSPI)
   
3.   {
   
4.     /*##-1- Enable peripherals and GPIO Clocks #################################*/
   
5.     /* Enable the QuadSPI memory interface clock */
   
6.     __HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE();
   
7.     /* Reset the QuadSPI memory interface */
   
8.     __HAL_RCC_QSPI_FORCE_RESET();
   
9.     __HAL_RCC_QSPI_RELEASE_RESET();   
   
10.     /* Enable GPIO clocks */
    
11.     __HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE();
    
12.     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    
13.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    
14.     __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
    
15.     __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
    
16.     /* Enable DMA clock */
    
17.     __HAL_RCC_MDMA_CLK_ENABLE();  
    
18.    
    
19.     /*##-2- Configure peripheral GPIO ##########################################*/
    
20.     /**QUADSPI GPIO Configuration   
    
21.     PB2     ------> QUADSPI_CLK
    
22.     PE7     ------> QUADSPI_BK2_IO0
    
23.     PE8     ------> QUADSPI_BK2_IO1
    
24.     PE9     ------> QUADSPI_BK2_IO2
    
25.     PE10     ------> QUADSPI_BK2_IO3
    
26.     PC11     ------> QUADSPI_BK2_NCS
    
27.     */
    
28.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
    
29.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
30.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
31.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    
32.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
    
33.     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
34. 
    
35.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
    
36.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
37.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    
38.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    
39.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_QUADSPI;
    
40.     HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
    
41. 
    
42.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
    
43.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
44.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
45.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    
46.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
    
47.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    
48. 
    
49.   /* USER CODE BEGIN QUADSPI_MspInit 1 */
    
50. 
    
51.   /* USER CODE END QUADSPI_MspInit 1 */
    
52.   }

复制代码

Flyback

wzd5230 发表于 2019-1-28 17:32
区别在于这个函数HAL_QSPI_MspInit

CubeMX原始生成：

问题原来是出在 GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH 这里。

以前我也吃过cubemx这个io速度的亏，配置SDRAM和RGB接口需要兼顾速度和过冲，可能需要手动选择HIGH或者MEDIUM，对EMC测试来说，VERY-HIGH可能比较麻烦。

wzd5230

Flyback 发表于 2019-1-28 23:25
问题原来是出在 GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH 这里。

以前我也吃过cubemx这个io速度的亏，配置SDRAM和RGB ...

不只是这个，那个MDMA时钟也要开，另外用的QSPI-BANK2，没有用到GPIOF组，但是时钟也要打开，我都有对比过每一句的作用。

gpfrank

wzd5230 发表于 2019-1-29 08:30
不只是这个，那个MDMA时钟也要开，另外用的QSPI-BANK2，没有用到GPIOF组，但是时钟也要打开，我都有对比 ...

我也准备马上使用STM32H750V。
可以使用QSPI BANK2作为 XIP吗？
因为 BANK1实在太变态了引脚分布。 BANK2的分布才能做到等长的布线。
谢谢！

wzd5230

gpfrank 发表于 2019-1-29 15:40
我也准备马上使用STM32H750V。
可以使用QSPI BANK2作为 XIP吗？
因为 BANK1实在太变态了引脚分布。 BANK2 ...

我们用的也是bank2，目前测试可用，时钟100MHz，4线模式，外部flash最高支持133MHz。

gpfrank

wzd5230 发表于 2019-1-29 15:47
我们用的也是bank2，目前测试可用，时钟100MHz，4线模式，外部flash最高支持133MHz。 ...

非常感谢！这样就可以布线了。不然BANK1，我觉得根本没办法布线。100Mhz的阻抗特性。
根本没办法保证。

再次感谢您的回复！谢谢！

wofei3344

求助大神，有Flash的算法（烧写在外部QSPI接口的Flash）分享吗？

hy2515131

QSPI STM32 MARK

wzd5230

wofei3344 发表于 2019-5-7 16:26
求助大神，有Flash的算法（烧写在外部QSPI接口的Flash）分享吗？

直接内部flash烧写BootLoader，可以通过串口或者其他接口，更新外部Flash中的固件。这仅仅适用于烧写。如果需要连上仿真器调试，是行不通的。

mmyer

我用STM32L4R9-DISCO的板子，没发现代码有什么特别的地方，为什么代码里面包含的几MB的图片数据能烧录的QSPI的FLASH里面去，程序也能直接访问？

saccapanna

gpfrank 发表于 2019-1-29 15:55
非常感谢！这样就可以布线了。不然BANK1，我觉得根本没办法布线。100Mhz的阻抗特性。
根本没办法保证。

确定 BK2 能够单独跑？不是 BK1 + BK2 构成双通道？

我现在正在写驱动，目前设置被硬件工程师设置到 BK2 了，正在阅读资料想解决办法。

saccapanna

wzd5230 发表于 2019-1-29 15:47
我们用的也是bank2，目前测试可用，时钟100MHz，4线模式，外部flash最高支持133MHz。 ...

确定 BK2 能够单独跑？不是 BK1 + BK2 构成双通道？

我现在正在写驱动，目前设置被硬件工程师设置到 BK2 了，正在阅读资料想解决办法。

wzd5230

saccapanna 发表于 2020-1-15 14:41
确定 BK2 能够单独跑？不是 BK1 + BK2 构成双通道？

我现在正在写驱动，目前设置被硬件工程师设置到 BK2 ...

可以，完全没问题。

saccapanna

wzd5230 发表于 2020-2-3 00:18
可以，完全没问题。

是的，谢谢。

ST的文档上没写清楚，只有在寄存器配置一段，有个BK的选择，不看到这里真不敢确定，目前已经调通读写，正在准备搞DMA……

kaomantou

cubemx 的bug真是淡疼

zhcj66

lz使用的官网板子还是自己画的

wzd5230

zhcj66 发表于 2020-2-23 07:23
lz使用的官网板子还是自己画的

公司硬件设计部门画的。

zhcj66

wzd5230 发表于 2020-2-23 09:12
公司硬件设计部门画的。

从F1 F2 F3 F4都看了,最后还是在用F1  H750做视频处理?

xuekcd

恭喜楼主解决了问题

cuiwenchi

新版的cubeMX已经解决

LCH201328

请问h750在qspi运行执行速度怎么样？能达到在内部flash运行的80%吗？