SRAM ECC功能以及应用中的注意事项
现代电子系统中，由于“软”错误引起的系统故障比永久性硬件失效引起的系统故障要更多。“软”错误是指可以恢复的故障或者失效。这一类错误容易发生在寄存器，ram等上面，由于受到电磁干扰或者封装材料中的α粒子，宇宙射线等的影响而造成位值翻转。针对这个问题，可以在硬件上加奇偶校验，ecc电路来进行检测。
stm32h7系列mcu的flash，sram和cache都支持ecc的功能。在本文中，主要介绍sram ecc这部分功能以及应用中的注意事项。
ramecc外设
在stm32h7系列mcu中，有一个叫ramecc的外设，它是一个ram ecc monitor。ramecc提供了一个接口给应用程序来检测当前ram的ecc状态，以及当发生ecc错误后执行相应的恢复或者报错程序。
stm32h7的ram ecc支持纠正单比特的错误和检测双比特的错误。对于axi sram和tcm ram，每64位数据附加8位ecc码；其他的32位总线的sram，每32位数据附加7位ecc码。
在对sram进行写操作的时候，硬件自动计算并保存ecc的值，在对sram进行读操作或者非对齐的写操作（读-改-写）的时候会自动进行校验，并且出错的地址和数据可以通过寄存器读出。
stm32h7的ram ecc功能的实现可以分成两个部分：ram ecc controller和ram ecc monitor单元，如下图所示。
关于ecc controller
stm32h7的sram分成axi sram，sram1，sram2，sram3，sram4，数据tcm ram，指令tcm ram和备份sram等几块。每个ram块分别对应一个ecc controller。
ecc controller始终处于使能状态。它负责ecc代码的计算存储，比较和错误检测，可以完成单比特错误纠正和双比特错误检测的功能。
关于ecc monitor
stm32h7一共有三个ecc monitor，各负责一个域。ecc monitor接收来自ecc controller的诊断事件，并根据寄存器的配置产生对应的中断信号。
ecc controller与ecc monitor之间的映射关系见下图。例如d1的ramecc monitor单元，一共有5个通道，每个通道对应一个sram块的ecc controller。每个通道都有自己的一组寄存器，图中的address offset就是寄存器组的偏移地址。如果要打开axi sram的ecc monitor单元，使得当检测到axi sram的ecc错误时产生对应的中断，就需要操作axi sram对应的寄存器组。
far和fdr寄存器
ramecc支持单比特ecc错误中断，双比特ecc错误中断和非对齐写操作（byte write）引起的ecc中断。在ramecc的ier和cr寄存器中可以分别配置和使能这些中断。在sr寄存器中可以查看这些中断的状态。这几个寄存器的操作都一目了然，这里想说明的是另外两个寄存器：出错地址寄存器far和出错数据寄存器fdr。
使能了cr寄存器里的eccelen位后，当ecc错误（单比特/双比特错误）发生后，出错的地址和数据就会被锁定到far和fdr寄存器里。
far寄存器里保存的是相对地址。实际出错地址的计算公式如下：
实际的出错地址= sram的起始地址 + far寄存器的值 * n（n=4或者8）。
fdr寄存器有两个，对于64位总线的sram数据，fdrl寄存器保存低4字节的数据，fdrh保存高4字节的数据。对于32位总线的sram数据，数据保存在fdrl寄存器中，fdrh的值为0。
我们可以看下面两个例子：
例子1：使能axi-sram对应的monitor功能（如何使能请参考stm32h7cube库中的ramecc_errorcount例程）。上电后axi-sram先不初始化，然后直接进行读操作就会触发ecc错误。这时候我们在调试状态下查看far和fdr的值，见下图。
这里因为axi-sram是64位总线接口，所以计算实际出错地址时，n的值是8。
例子2：使能sram1(0x30000000)对应的monitor功能。上电后不进行初始，然后直接进行读操作就会触发ecc错误。这时候我们在调试状态下查看far和fdr的值，如下图。
因为sram1是32位总线接口，所以这时n的值是4。
在应用中如何正确使用ram ecc
在使用支持ecc的ram时，一定要注意的是要对ram进行初始化，否则就可能会报ecc错误。就像我们在上一节的实验中做的那样，通过不初始化的做法，我们可以模拟出ecc错误。在an5342中给出了建议的初始化步骤。
对于单比特的ecc错误可以在读出的过程中自动纠正，但仅仅只是读出的数据是正确的，为了防止错误累积，导致从单比特的错误变成双比特的错误，可以在检测到单比特错误后，将正确的值写回到sram中去。这里有两种方式，一种如果原本sram中保存的值在flash有备份，那么直接将flash中的值再次写到sram中去；或者利用前面提到的far和fdr寄存器将正确的值写回sram中。
通过周期性的ecc检测来主动发现sram的故障也是提高系统可靠性的方法。ecc检测可以通过读sram的值来进行。检测不需要一次性完成，可以在系统空闲时，分段的对sram进行检测。请参考an5342了解更多的细节。
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stm32h7的ram ecc支持纠正单比特的错误和检测双比特的错误。对于axi sram和tcm ram，每64位数据附加8位ecc码；其他的32位总线的sram，每32位数据附加7位ecc码。
在对sram进行写操作的时候，硬件自动计算并保存ecc的值，在对sram进行读操作或者非对齐的写操作（读-改-写）的时候会自动进行校验，并且出错的地址和数据可以通过寄存器读出。
stm32h7的ram ecc功能的实现可以分成两个部分：ram ecc controller和ram ecc monitor单元，如下图所示。
关于ecc controller
stm32h7的sram分成axi sram，sram1，sram2，sram3，sram4，数据tcm ram，指令tcm ram和备份sram等几块。每个ram块分别对应一个ecc controller。
ecc controller始终处于使能状态。它负责ecc代码的计算存储，比较和错误检测，可以完成单比特错误纠正和双比特错误检测的功能。
关于ecc monitor
stm32h7一共有三个ecc monitor，各负责一个域。ecc monitor接收来自ecc controller的诊断事件，并根据寄存器的配置产生对应的中断信号。
ecc controller与ecc monitor之间的映射关系见下图。例如d1的ramecc monitor单元，一共有5个通道，每个通道对应一个sram块的ecc controller。每个通道都有自己的一组寄存器，图中的address offset就是寄存器组的偏移地址。如果要打开axi sram的ecc monitor单元，使得当检测到axi sram的ecc错误时产生对应的中断，就需要操作axi sram对应的寄存器组。
far和fdr寄存器
ramecc支持单比特ecc错误中断，双比特ecc错误中断和非对齐写操作（byte write）引起的ecc中断。在ramecc的ier和cr寄存器中可以分别配置和使能这些中断。在sr寄存器中可以查看这些中断的状态。这几个寄存器的操作都一目了然，这里想说明的是另外两个寄存器：出错地址寄存器far和出错数据寄存器fdr。
使能了cr寄存器里的eccelen位后，当ecc错误（单比特/双比特错误）发生后，出错的地址和数据就会被锁定到far和fdr寄存器里。
far寄存器里保存的是相对地址。实际出错地址的计算公式如下：
实际的出错地址= sram的起始地址 + far寄存器的值 * n（n=4或者8）。
fdr寄存器有两个，对于64位总线的sram数据，fdrl寄存器保存低4字节的数据，fdrh保存高4字节的数据。对于32位总线的sram数据，数据保存在fdrl寄存器中，fdrh的值为0。
我们可以看下面两个例子：
例子1：使能axi-sram对应的monitor功能（如何使能请参考stm32h7cube库中的ramecc_errorcount例程）。上电后axi-sram先不初始化，然后直接进行读操作就会触发ecc错误。这时候我们在调试状态下查看far和fdr的值，见下图。
这里因为axi-sram是64位总线接口，所以计算实际出错地址时，n的值是8。
例子2：使能sram1(0x30000000)对应的monitor功能。上电后不进行初始，然后直接进行读操作就会触发ecc错误。这时候我们在调试状态下查看far和fdr的值，如下图。
因为sram1是32位总线接口，所以这时n的值是4。
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对于单比特的ecc错误可以在读出的过程中自动纠正，但仅仅只是读出的数据是正确的，为了防止错误累积，导致从单比特的错误变成双比特的错误，可以在检测到单比特错误后，将正确的值写回到sram中去。这里有两种方式，一种如果原本sram中保存的值在flash有备份，那么直接将flash中的值再次写到sram中去；或者利用前面提到的far和fdr寄存器将正确的值写回sram中。
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