如何在软件复位后保留指定RAM区域的数据
文章目录
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- 配置介绍
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- 启动文件
- 链接文件
- 主程序
- 例程测试
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- 环境搭建
- 功能描述
- 测试现象
- 注意事项
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- 1. 另一种实现RAM retention功能的方式
- 2. 自定义RAM区域的地址问题
- 3. bool类型变量使用RAM retention功能
- 4. 不使用调试模式进行测试
- 参考资料
- 例程分享
在bootloader时，通常需要单独开辟一块区域用来存放一些变量，并且希望这些变量在发生软件复位（boot和app互相跳转）时不被初始化，这些变量一般用来存放跳转boot的原因（正常上电启动或者从app跳转boot）等信息。对于这种变量的存放方式有两种，一种是使用MCU自带的（模拟/真实）EEPROM，一种是针对变量所在的区域做一些修改，使得这些RAM区域在软件复位时不进行初始化，S32K1中这种功能称为RAM retention。前一种方式之前介绍过，如下链接： 《巧用S32K的模拟EEPROM功能标定参数》 ，本文以S32K144为例，介绍第二种方式。
配置介绍
下面从启动文件，链接文件以及主程序中的设置三方面介绍实现RAM retention的方法。
启动文件
如果对S32K144的启动过程不是很清楚，建议看一下胡工的这篇文章：
《浅谈嵌入式MCU软件开发之S32K1xx系列MCU启动过程及重映射代码到RAM中运行方法详解 》
首先，需要关闭SRAM的ECC初始化操作，因为该操作会修改SRAM数据。同时，关闭SRAM的ECC初始化的操作需要在软件复位后执行，如下红框是修改部分：
0x40048004是寄存器CHIPCTL的地址，在进入软件复位之前会操作该寄存器，后面主程序部分会有描述，和此处对该寄存器的值进行判断能够对应上。
链接文件
如果对S32K144的链接文件不是很清楚，可以看一下如下这篇文章：
《S32DS for ARM 2018.R1 链接文件（linker file）学习笔记 》
接着在链接文件中设置两个自定义的地址，用来保存需要实现RAM Retention的变量。
主程序
接着在主程序中使用关键字attribute修饰需要实现RAM retention功能的变量，如下所示：
__attribute__((section (".myRAML"))) uint8_t Led_Color_Flag = 0x00;
__attribute__((section (".myRAMU"))) uint8_t Buffer[10] = {0};
最后在调用软件复位函数之前将CHIPCTL的SRAML_RETEN和SRAML_RETEN两位置0，如下所示：
/*
* This logic ensures that any attempted access to SRAM is blocked
* after these bits are written,
* thereby preventing memory corruption during reset assertion.
* */
SIM->CHIPCTL &= ~SIM_CHIPCTL_SRAMU_RETEN_MASK;
SIM->CHIPCTL &= ~SIM_CHIPCTL_SRAML_RETEN_MASK;
/*SW software*/
SystemSoftwareReset();
结合参考手册CHIPCTL寄存器和SRAM retention章节的描述，将这两位置为0后，可以让RAM的数据在复位过程中不在篡改，同时在复位之后需要改写为1。
至此，主要的修改注意点已经描述完毕。
例程测试
环境搭建
- 开发板：S32K144EVB-Q100
- 开发环境：S32DS for ARM 2.2
功能描述
为了测试RAM retention功能，我定义了两组变量，一组变量使用attribute修饰，使之固定到自定义的区域，一组变量不做修饰，会被放到.bss段（查看map文件可知）。如下图所示：
然后在主函数中判断一下变量的值是否为期望值，如果不是，就亮一段时间的红灯，同时对变量赋值，然后进行软件复位，然后再次判断变量的值是否为期望值，如果是，就一直亮绿灯。主要代码如下：
测试现象
在下图红框处打上断点，当完成软件复位之后再次执行到该语句时，查看变量，发现处于自定义RAM区域的变量保留了之前的值，而处于bss段的变量被初始化为0了。
退出调试模式，重新上电，LED先亮几秒红灯，然后亮绿灯，且一直保持。重复几次，现象一样，符合预期。
注意事项
笔者在调试RAM retention功能时，总结了一些注意事项，分享给大家。
1. 另一种实现RAM retention功能的方式
想要使用RAM retention功能，不一定需要修改ld文件，也可以按如下方式进行：
- 定义变量如下：
#define SRAMU 0x20006000u
#define SRAML 0x1FFF8600u
uint32_t Temp[2] = {0};
- 主函数的实现方式如下：
2. 自定义RAM区域的地址问题
在ld文件设置自定义地址时，增加了NOLOAD关键字，主要是为了生成的烧录文件（S19/HEX/BIN）不包含自定义RAM区域的地址，否则无法使用量产工具下载程序。
3. bool类型变量使用RAM retention功能
如果将需要使用RAM retention功能的变量定义为bool类型，在掉电之前该值为true，会发现重新上电之后，该变量的值仍为true。但是，如果掉电之前该值为false，重新上单之后，该值为true。发生该现象的原因笔者并未找到，建议尽量不使用bool类型变量实现该功能。
如果非要使用bool类型，初始化值使用true，主程序中赋值为false，具体如下面两张图，测试结果是OK的。
4. 不使用调试模式进行测试
在测试该例程时，发现重新上电进入debug模式时，自定义区域的变量已经变成了期望值（上电之后并未进行软件复位），和预期结果不符合。但是脱离调试模式，进行的测试结果又是符合预期的。建议读者测试RAM retention功能时离线测试，debug模式下会出现意料之外的情况。
参考资料
- Example S32K144 RAM Retention S32DS.R1 - NXP Community
- S32K1xxRM Rev12.1, 02/2020,官网已是最新的Rev14
- 老王的朋友圈截图
例程分享
本文所使用的例程分享如下：
链接：https://pan.baidu.com/s/155Ok2mU51AMBsaQ9n-XFGg
提取码：89vy