ReAl

Щось останнім часом я практично лише про помилки і пишу. Але тут поруч з поганою новиною є і хороша.

Ще десь перед новим роком виявив біду — у найсвіжішому на той час OpenOCD команда stm32f1x unlock захист зчитування наче знімає, але по тому записати у мікроконтролер нічого не вдається.

На щастя, у мене десь лежала перевірена версія, зібрав її, встановив і все пішло. Вже десь у січні підключився до OpenOCD через telnet, потикався різними командами і з’ясував, що в усі option bytes (окрім readout protection) записані випадкові значення, тобто на довільні сектори flash-пам’яті було встановлено захист від запису, а також попсовано опції SW/HW WDT і інші.

І оце лише на минулому тижні розібрався. Драйвер stm32f1x використовується для роботи з stm32f10x, stm32f0xx, stm32f3xx, але біда лише з stm32f10x. З’ясувалося, що в них захист від зчитування поширюється і на область флеш-пам’яті для блоку опцій. Для двох інших згаданих лінійок цього нема, у документації в табличках окремо відзначено можливість такого зчитування (при захисті з рівнем L1). Можливо, саме тому в коді зчитування опцій з регістрів FLASH_OBR і FLASH_WRPR замінили зчитуванням безпосередньо з адрес 0x1ffff800..0x1ffff80f.

Процедура unlock перед стиранням опцій зчитує їхні значення, щоб під час запису коду дозволу зчитування відновити те, що було. Але ж доступу нема, OpenOCD доповідав, що прочитати не може і йшов далі. Тобто записував випадкові значення, які на той час були у неініціалізованій структурі.

Відповідно, ремонт простий — повернутися до зчитування з регістрів. Зараз патч лежить на узгодженні в їхньому gerrit-і, а я вже користуюся виправленим 🙂

Знову згадую Лиса з Маленького принца, пора вже тег «Світ недосконалий» на його честь заводити.

STM32F0 (і не лише, але я зараз Cortex-M0 дивлюся) — є апаратний контроль парності в оперативній пам’яті.

STM32L0 — є контроль і виправлення помилок (ECC) у флеші та EEPROM.

А от щоб разом, так ні.
І, до речі, STM32F0 має переривання по збою оперативної пам’яті, а STM32L0 не має переривань від свого блоку ECC. Хоча переривання «все виправлено, але збій був» було б дуже корисним для раннього попередження про можливі відмови.

p.s. Ще цікава штука на цю тему є в ATtiny41x/81x, апаратна перевірка флеша по CRC16.

Є в мікроконтролерах STM32L0x така приємна штука, як LPUART. Може працювати від LSE — 32768Hz кварца коли мікроконтролер спить і піднімати його по приходу байта. Ну там ще дрібно-дробовий дільник, який дозволяє витягувати доволі високі частоти обміну від такого кварца, але то для мене вже не так важливо було. Просто є за оптроном ще один мікроконтролер, який періодично посилає інформацію про стан того, що він контролює. А на цій стороні бажано побільше спати.

У пристрої і STM32L011K вистачить, програма ледь перевалює за 8 кілобайт флеша. На нього і розраховував. Але на малих кількостях ціноутворення штука малопередбачувана, STM32L051K8 може бути суттєво дешевшим за STM32L011K4. Тому хочеться, щоб можна було поставити чи те, чи те.
Все було б добре, але «світ дуже недосконалий»© Лис з «Маленького принца». LPUART не потрапив на ніжки в 32-виводному корпусі STM32L051K. Мікроконтролери L051 мають можливість незалежної роботи від LSE є і для USART1, USART2. Але ж (ой правий Лис, ой правий!) L011 спрощений, USART2 у нього є, але він так не вміє.

Зрештою, знайшлася ніжка (PB7), де сидить LPUART_RX для L011K і USART1_RX для L051K. Все добре.

Тільки от прошивка має бути єдина, щоб той, хто прошиватиме плати, не вдивлявся у маркування мікроконтролера. Ну та до цього не звикати, все одно під одну прошивку маю реально п’ять різних варіантів виконання пристрою (на 4 різних платах). Плати візуально відрізняються відчутно, але однак простіше віддати одну прошивку. Код плати задано підключенням двох ніжок мікроконтролера на VCC/GND і ще один резистор каже «тут запаяно лише ту малу частину, яка спільна для всіх плат, це спрощений п’ятий варіант».

Вид мікроконтролера L011 («категорія 1») чи L051 («категорія 3») можна прочитати з ідентифікаційного регістра

і далі все просто. Відмінності ініціалізації LPUART і USART1 невеликі. Ініціалізувати і дозвіл переривань лише для одного, та ще ніжку треба увімкнути на потрібний номер альтернативної функції.

Два обробники переривань викликають одну й ту ж процедуру обробки

До речі, гарна штука LTO (link-time optimization). Ця byte_received() в іншому файлі, але воно чудово проінлайнило функцію в обидва обробники.

Зовсім випадково надибав на AliExpress чудову перехідну плату з qfp32 на два ряди штирів 2,54 мм для безпаєчної макетки. На відміну від інших, зі зворотного боку вона має не tssop32, виправданий з точки зору здешевлення макетки, а місця під корпуси 0805 з кожного виводу мікроконтролера, які виходять на полігон.

Чудове рішення для того, щоб відразу з’єднати потрібні виводи з землею і якомога ближче до мікросхеми розмістити конденсатори. Також зручно для підтяжок до землі на потрібних виводах, наприклад, BOOT0 в мікроконтролерах STM32 (тут запаяно STM32L051K8). І не забудеш поставити при зміні схеми, і не займає дірочок у макетній платі.

Вона є у декількох продавців, я брав у цього.

p.s. Паяв знову не сам. Пора заводити тег скористався службовим становищем. 😉

Останнім часом я трохи працюю з мікроконтролерами STM32, зокрема STM32L011 і STM32L051, але то все конкретні плати, на яких виводи задіяно під конкретні функції. І коли раптом хочеться поколупатися із якоюсь ідеєю, то на тих тісних платах то страшенно незручно. А використати їх як носій мікросхеми, прибравши все зайве, так прибирати доведеться майже все і то буде навіть гірше, ніж просто перехідник «TQFP на штирі».

Існують плати STM32L1xxDISCOVERY, але там на найдешевших одна радість — вбудований «фірмовий» ST_LINK. Платити за те під 500 гривень неохота. Та й на них L100 або L152, а мені сподобалися STM32L0xx.

От для STM32F103C8 є декілька варіантів плати, яку називають «синя таблетка» (що викликає деякі застарілі асоціації^[1]). Недорого, є необхідний мінімум.
Але то F103…
Тю, так виводи ж у STM32 стандартизовані!
STM32F103C8 і STM32L051C8… Співпадають!
Чудово, вчора син по дорозі зі свого університету заїхав у мікроАмпер і забрав потрібну плату, я ж заїхав у Імрад і взяв STM32L052C8, щоб вже й USB було.

Сьогодні на роботі скористався службовим становищем — попросив похімічити, здути F103 і запаяти на її місце L052:

Під дією тепла проведено реакцію, у результаті якої я отримав бажану плату, а STM32F103C8 випала в осад. Залежно від того, чи буде цей мікроконтролер десь використаним, плата розробки для L05x обійшлася у суму від десь 110 до 180 гривень.

p.s. Там ще STM32F303C у такому ж корпусі TQFP48 бувають 😉

---

¹ Колись давно мем про червону і синю таблетки використовували на форумах як вибір між червоним кольором PIC/Microchip і синім AVR/Atmel. Тепер і те і те мірочіпівське, хоч кольори і не помінялися.

Тему так і не закінчено. Доводиться тримати на столі обидва адаптери — і саморобний на FT2232H, і китайський ST-Link.

Мікроконтролери STM32L011, на відміну від інших STM32L0, мають одну особливість. Якщо флеш стерта (точніше, якщо стерте перше слово флеша, у якому початкова адреса стеку сидить), то незалежно від ніжки BOOT0 мікроконтролер стартує у boot-loader. Зроблено це з метою «полегшити початкове прошивання», але мені лише поважчало.

Біди не було б, якби OpenOCD у комбінації з адаптером на FT2232 з цією ситуацією міг упоратися. Але він чомусь не може прошити флеш. Під’єднується по SWD до ядра, показує вміст вказівника команд десь у діапазоні системної пам’яті, каже, який мікроконтролер побачив і обсяг флеш-пам’яті, а от шити відмовляється. Цей же OpenOCD з адаптерами ST-Link, що з «чесним» з плати STM32F3DISCOVERY, що з китайським, — перешиває.

Іноді потрібно стерти геть усе, через що влетіти у бут-лоадер, а плату DISCOVERY, у якої є reset, використовувати як програматор мені трохи незручно.
От тому лежать на столі два адаптери.

p.s. Про всяк випадок повторю: якщо не зупиняти основний генератор (не піднімати біт SLEEPDEEP у регістрі SCB->SCR) і не перепрограмовувати ніжки, потрібні для SWDIO/SWDCLK, то цілком можна обійтися китайським ST-Link-ом. Інакше — доведеться шукати/робити інший програматор або додавати кнопку reset і вчитися її відпускати у потрібний момент 🙂

Щоб вже закінчити вчорашню тему.

Витягнув із шухлядки плату STM32F3-Diіcovery — на ній є вбудований ST-Link, який можна відключити від процесора на платі і використовувати для програмування інших плат. На штирі виведено всі сигнали, включно з RESET і SWO. До речі, перемички розривають лише лінії SWCLK і SWDIO, тому свою плату можна скидати, натиснувши кнопку на платі Discovery.

Ну що — все працює, RESET піднімає мікроконтролер зі Stop-у і перепрошиває. Тобто проблема в тому, що клон ST-Link з Ali-Express-у не вміє виконувати відповідні команди.

Коли вже знову сів за макетку з STM32L051, то перевірив і роботу команд stm32lx lock / stm32lx unlock і швидкість програмування. У клонованого ST-Link тут теж щось в генотипі порушене, бо набагато повільніший. Хоча в ньому стоїть STM32F101, тобто USB зроблене програмно, тому швидким він і не може бути, але ж одиниці кілобайт на секунду не така вже й велика швидкість.

Результати тестування на швидкість (файли для прошивки 2-12kB).
Команда “reset init” перемикає STM32L0x з внутрішнього MSI 2 MHz на HSI 16 MHz і піднімає частоту обміну.

Програматор	Fswclk = 300 kHz (-c “reset halt”)	Fswclk = 2.5 MHz (-c “reset init”)
Клон ST-Link	1.5-1.7 KiB/s	1.5-1.7 KiB/s
F3-Discovery	4.9-5.0 KiB/s	5.2-5.3 KiB/s
FT2232H	3.8-4.2 KiB/s	8.0-8.3 KiB/s

Платку з FT2232D діставати було ліньки, на цих швидкостях має бути не набагато повільніша за FT2232H, хіба ото не зможе виставити 2.5 MHz частоти SWCLK, буде 2.

Точніше, «Stop і не-Reset».
І не STM32L011F4, бо у Імраді їх нема. Граюся на а STM32L051C8T, поки дрібніші кристали їдуть.

Cortex-M, зокрема STM32F10x і трохи раніше LPC176x, я вже трохи помацав у невеликих «одноразових» проектах. У виробах досі йшли ATmega48PA, хоча не все влаштовувало і поглядав на нові можливості нових ATtiny (можна погортати назад, я писав, що мене цікавить). Запитуючи про ціни-доступність цих кристалів, мимоволі роззирався навкруги, як на старіші MSP430 та 8-бітні PIC-и, так і на STM8L, які теж мають цікаві можливості. Та останнім заважає біда — вибір між 16-мегагерцовим RC (забагато, навіть якщо для ядра поділити частоту — багато їсть сам генератор) і низькочастотним low consumption, якого малувато і який має доволі великі початковий розкид і нестабільність частоти.

Так потихеньку доповз і до STM32L0. Аналоговий компаратор, хоч і повільніший, ніж в AVR, але ж пару мікроампер, а не 70, LPTIM1, який може слухати компаратор при зупиненому ядрі і маршевому RC, і, головне, MSI-генератор, який зменшує споживання при зменшенні частоти (привіт, MSP430, я вас ціную, та так до вас і не дійшов). Все, «беру».

Ті «товстіші» Cortex-M я програмував через OpenOCD/JTAG і платки на FT2232D/FT2232H, яких у мене вистачає. Тут же потрібен SWD. Ну що, «досить самому ліпити адаптери», Ali-express, копійчаний клон ST-Link v2, побігли.

І тут вилізла проблема. Якщо програма використовує ніжки SWCLK/SWDIO для себе, або якщо ядро йде у Stop, зупиняючи генератор, то для перепрошивки необхідно смикнути кристал за Reset і потримати на ньому під час з’єднання, параметр connect_assert_srst для OpenOCD. І от чи то всі ці китайські клони, з якими взагалі йдуть 4 дротики (SWDIO, GND, SWCLK, VCC для STM32 і RESET, GND, SWIM, VCC для STM8), не вміють смикати за Reset, чи ще що, але з моїм ST-Link v2 для перепрошивки в потрібний момент необхідно тицяти у кнопку скидання вручну.
Не діло.

Згадав, що опис OpenOCD згадував resistor hack, який дозволяє для FTDI-них адаптерів працювати з SWD. Дописав потрібні рядки у конфіг для своєї плати на FT2232H, спробував — все чудово працює. Ото недаремно мені такі адаптери завжди подобалися 😉

Десь у мене лежить кілька незапаяних FT2232D і ще 2-4 штуки можна зняти із зоопарку платок, який зібрався за минулі роки. Накидаю я luminary-icdi-подібну плату і притулю її до чергового замовлення експериментальних зразків.

---

Доповнення: оскільки через «справжній» ST-LINK v2 на платі STM32F3DISCOVERY все працює, це точно генетичний дефект клона. Кажуть, його можна перепрошити на інший, кращий програматор, але зараз не до того.

От не чекав такого.

Є у Cortex-ів M0/M3/M4 така зручна штука, як bit-band, призначена для атомарної роботи з однісіньким бітом IO або пам’яті.
Коротко, для тих, хто не знає — два одномегабайтних регіони адресного простору, в яких цей механізм працює, мають поставлені їм у відповідність 32-мегабайтні регіони bit-band. Кожна адреса 32-бітного слова у цих регіонах відображається на один біт відповідного 1-мегабайтного, тобто старші 20 біт адреси всередині bit-band регіону вибирають слово у відповідному 1-мегабайтному, а молодші 5 —вибирають біт у цьому слові. Звертання на запис десь на апаратному рівні контролера пам’яті призводить до циклу читання-модифікація-запис зі зміною одного біту.

Ну так от, чому я саме про F30x. Попросили тут організувати одному студентові робоче місце з STM32F3DISCOVERY — компілятор-те-се, допомогти стартувати. Вирішив відразу показати scmRTOS як просту-швидку і практично дармову по ресурсах та нескладну в освоєнні міні-RTOS. Порт для Cortex-M4F є, прикладів для STM32F4xx вистачає. Вирішив почати з найпростішого 1-EventFlag (він зовсім простий майже у всіх портах scmRTOS, ускладений я зробив колись для AVR та STM8). Поліз модифікувати startup.c з таблицею векторів, у sysinit.cpp переписав ініціалізацію PLL.
Ну і ще pin.h, C++-ний аналог «Волковських» макросів на препроцесорі мови C для роботи з портами.
Все так наче нормально, GPIO у STM32F30x по організації такі ж, як у STM32F2xx та STM32F4xx — той же принцип, такі ж регістри (практично такі — у F3 повернули назад регістр BRR, який був у STM32F1xx, а у F2 та F4 пропав, скинути біт порту можна лише через верхню половину BSRR).
Підправив базові адреси портів, компілюю, зашиваю… Висить.
Ну, думаю, десь щось або в ініціалізації PLL, або десь у векторах чи в самій rtos щось таки треба міняти. Вирішив мигнути кілька разів світлодіодами до OS::run(), тобто до дозволу переривань під час запуску ОС.
Не мигають.
Перевірив код ініціалізації PLL. Все нормально.
І тут… І тут… І тут до мене доходить, що базові адреси портів дещо незвичні після STM32F1xx та тих, що були у старому pin_stm32F4xx.h у прикладах.

Лізу знову у документацію. Отже:

У кортексів два 1-мегабайтних регіони з відображенням на bit-band
SRAM: 0x20000000-0x20100000 → 0x22000000-0x24000000
PERIPH: 0x40000000-0x40100000 → 0x42000000-0x44000000

У STM32F1xx GPIO на APB2, діапазон 0x40010800-0x400123FF, потрапляє у bit-band
STM32F2xx, STM32F4xx — на AHB1, діапазон 0x40020000-0x400223FF, потрапляє у bit-band
STM32F30x — на AHB2, діапазон 0x48000000-0x480017FF, НЕ потрапляє у bit-band

Таймери-АЦП потрапляють, а це – ні! У таймерів з різних місць атомарно клацати бітиками дозволу/заборони переривань на CC-каналах теж приємно, але ж місця там валом, все б влізло, навіщо було GPIO закидати так далеко?
Довелося переписати весь цей pin.h у стилі «прочитали, наклали маску, врізали біти, записали». Для роботи з виходом атомарність залишається завдяки старим-добрим BRR/BSRR, з усім іншим (перемикання вхід/вихід/альтернативна функція, pull-up/pull-down) тепер треба буде уважно.

p.s. Пора розбиратися з GDB через OpenOCD, ними б я за хвилину проблему знайшов би…