ARM Cortex-M3的SRAM单元故障软件的自检测研究
引言
目前，对于存储单元sram的研究都是基于硬件电路来完成，而且这些方法都是运用在生产过程中，但是生产过程并不能完全杜绝sram的硬件故障。在其使用过程中，如果sram硬件出错，将导致程序出错而且很难被发现。因此在运用的阶段，为防止存储单元损坏而导致系统出错，通过软件的方式对sram进行检测是必要的。
1 sram运行状态分析
sram是存储非constant变量(如rw)，它具有掉电即失的特点。由cortex—m3的启动步骤可知，系统上电后，首先执行复位的5个步骤：
①nvic复位，控制内核；
②nvic从复位中释放内核；
③内核配置堆栈；
④内核设置pc和lr；
⑤运行复位程序。
可以看出，不能在调入c环境之后检测sram，必须在cortex—m3复位之前和启动之后进行检测。
在执行系统复位的最后一个步骤之前，系统都没有对sram执行任何相关的数据传送动作。第⑤步运行复位程序，在st公司cortex-m3处理器内核的stm32系列微控制器的启动代码中有一段复位子程序：
在这个子程序里导入了__main，__main是c库文件的入口地址。它执行下面3个步骤：
①复制非root(rw、ro)从flash到sram；
②分配zi区，并且初始化为0；
③跳转到堆栈初始化子程序接口__rt_entry。
由__main的第一步可以得出，在跳入__main之后，系统对sram进行了相关数据转移的操作。因此，检测sram必须在此步骤之前，否则将会覆盖sram从flash中转移过来的数据。
2 sram检测方案设计
在复位子程序跳入__main之前，设计另一个程序入口sram_check，使pc指针指向该sram进行硬件单元检测程序(sram_check)的入口。在sram_check里，首先将pc指针指向sram的首地址并写入0xff，读回该地址的值到通用寄存器rn1，并对rn1里的值进行加1操作，然后将rn1和256做比较，得出sram硬件是否损坏。这种操作可以避免因sram硬件一直为1或0而出现算法本身错误。由于cortex—m3复位后默认的时钟为hsi，是一个内部rc振荡器，因此精度不高。如果需要更准和快速的时钟，就必须在跳入sram_check之前对相关的寄存器进行操作。
3 sram检测软件设计
图1为本文设计的sram检测软件程序流程。
4 在线调试结果及分析
上电复位后，在线调试pc指针指向reset_handler入口地址时的sram初始数值如图2所示。可以看到，当系统复位时每个sram单元的数值均为0x00。
在线调试下，图3为对所有的sram地址进行检测后sram的数值，完全符合程序设计要求。
sram测试通过后，释放所有的sram，还原为0x00，如图4所示。
5 结论
本文提出了一种基于软件的sram单元故障自检测方法，通过在线调试得到的结果，可知该方法是完全可行的。在实际运用中，该方法能够确保系统正常地运行在可靠的环境之上。如果sram单元有生产或运输等损坏，也可以通过该方法方便地检测出来，大大减少了系统排除故障的时间。
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图1为本文设计的sram检测软件程序流程。
4 在线调试结果及分析
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在线调试下，图3为对所有的sram地址进行检测后sram的数值，完全符合程序设计要求。
sram测试通过后，释放所有的sram，还原为0x00，如图4所示。
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