GaoSheng
云途ECC机制介绍
GaoSheng Lv5
  2025-10-29 22:46:38   2025-10-29 23:39:27

ECC：Error Correction Code，纠错码。是一种用于检测和纠正 Flash 存储器中的错误的技术
云途MCU可以做到单bit错误自动纠正，2bit或多bit错误报错的机制。ECC单bit错误可以不做处理，多bit错误默认会跳转到HardFault
本文要简要介绍一下云途ECC error处理库UtilityFlashEccFault的原理

首先在YCT工具中安装UtilityFlashEccFault组件
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安装完后在Board_Init函数里面尽量快的初始化 UtilityFlashEccFault 模块，建议放在时钟初始化后面，不然可能会出现奇怪的错误，比如在测试ECC注入时直接报错（理论上注入ECC不会立马触发错误，只要读到对应的错误地址才会触发）
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UtilityFlashEccFault的大致原理：
在FLASH_ECC_Fault_Init中，FLASH_ECC_Fault_Handler会接管HardFault错误，
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void FLASH_ECC_Fault_Handler(void)
{
    __asm volatile(
        "MOVS R0, #4                        \n" // Load immediate value 4 into R0 to test the LR bit.
        "MOV R1, LR                         \n" // Copy Link Register (LR) into R1.
        "TST R1, R0                         \n" // Test if bit2 of LR is set.
        "BNE get_psp                        \n" // If bit2 is set, use Process Stack Pointer (PSP).
        "MRS R0, MSP                        \n" // Otherwise, load Main Stack Pointer (MSP) into R0.
        "B c_handler                        \n" // Branch to call the C fault handler.
    "get_psp:                               \n"
        "MRS R0, PSP                        \n" // Load Process Stack Pointer (PSP) into R0.
    "c_handler:                             \n"
        "LDR R2, =FLASH_ECC_Fault_Handler_C \n" // Load to FLASH_ECC_Fault_Handler_C to R2
        "BX  R2                             \n" // jump address in R2
    );
}

FLASH_ECC_Fault_Handler看起来可能有些难以理解，我们只需要知道它的作用是识别异常发生在哪个栈上（MSP 还是 PSP），然后把那个栈的地址作（R0）为参数传入FLASH_ECC_Fault_Handler_C函数

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void FLASH_ECC_Fault_Handler_C(hw_stackframe_t *fault_stack)
{
    DEV_ASSERT(s_FlashEccFaultStatePtr != NULL);

    uint16_t opcode = *((uint16_t *)(fault_stack->pc));
    uint8_t instrSize = 0;

    /* Determine the instruction size based on the opcode. */
    if ((opcode & 0xE800) == 0xE800 ||  // 32-bit instruction check (pattern 11101x...)
        (opcode & 0xF000) == 0xF000 ||  // 32-bit instruction check (pattern 11110x...)
        (opcode & 0xF800) == 0xF800)    // 32-bit instruction check (pattern 11111x...)
    {
        instrSize = 4;
    }
    else
    {
        instrSize = 2;
    }

    /* If the Flash ECC unrecovery error flag is set, skip the faulting instruction. */
    if (EFM->STS & EFM_STS_UNRECOVERR_MASK)
    {
        fault_stack->pc += instrSize;
#ifdef SCB_SHCSR_BUSFAULTENA_Msk
        SCB->CFSR = SCB_CFSR_BUSFAULTSR_Msk | SCB_CFSR_PRECISERR_Msk;
#endif /* SCB_SHCSR_BUSFAULTENA_Msk */

        if (s_FlashEccFaultStatePtr->eccCallback != NULL)
        {
            s_FlashEccFaultStatePtr->eccCallback();
        }
    }
#ifdef EFM_STS_CI_UNRECOVERR_MASK
    else if (EFM->STS & EFM_STS_CI_UNRECOVERR_MASK)
    {
        fault_stack->pc += instrSize;
        SCB->CFSR = SCB_CFSR_BUSFAULTSR_Msk | SCB_CFSR_PRECISERR_Msk;

        if (s_FlashEccFaultStatePtr->eccCallback != NULL)
        {
            s_FlashEccFaultStatePtr->eccCallback();
        }
    }
#endif /* EFM_STS_CI_UNRECOVERR_MASK */
    else
    {
        if(s_FlashEccFaultStatePtr->otherFaultCallback != NULL)
        {
            s_FlashEccFaultStatePtr->otherFaultCallback(fault_stack);
        }
    }
}

FLASH_ECC_Fault_Handler_C收到PC的地址后，根据Thumb指令集编码规则判断当前指令是16位还是32位，然后修改堆栈中的PC指针，跳过当前读取指令。这样就不会卡死在HardFault中。判断EFM_STS_CI_UNRECOVERR_MASK寄存器，如果是ECC错误则运行eccCallback()函数，其他情景导致的HardFault则运行otherFaultCallback()函数。

需要还需要我们来实现EFM_UnrecoveryErrorHandler和HardFault_Callback函数，这两个函数其实不用自己去实现（Frankie曾工已经给出示例，建议照搬XD
EFM_UnrecoveryErrorHandler中会对出错的扇区进行擦除处理

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void EFM_UnrecoveryErrorHandler(void)
{
    uint32_t error_addr = EFM->ECCERR_ADDR;
    PRINTF("Flash ECC Un-recovery Error Handler.\r\n");
    PRINTF("Ecc Error Address(EFM->ECCERR_ADDR): 0x%x\r\n", error_addr);

    /* Clear ECC error flag, EFM->ECCERR_ADDR will be cleared at the same time. */
    EFM->STS = EFM_STS_UNRECOVERR_MASK;

    /* The sector containing the ECC error address MUST be erased to fix the error. */
    if (error_addr >= TEST_DATA_START_ADDR && error_addr <= TEST_DATA_END_ADDR)
    {
        FLASH_DRV_EraseSector(FLASH_INST,
                              error_addr & ~(FEATURE_EFM_MAIN_ARRAY_SECTOR_SIZE - 1),
                              FEATURE_EFM_MAIN_ARRAY_SECTOR_SIZE);
        PRINTF("Erased the sector containing the ECC error address.\r\n");
    }
    else
    {
        // Do nothing for the location of the program
    }
}

HardFault_Callback函数如下，如果客户之前有自己实现对HardFaul的处理，可以放到这个部分

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void HardFault_Callback(hw_stackframe_t *fault_stack)
{
    /* Note: The handling of your own hardfault can be done here.
       The following code is just an example of how to access the fault stack. */
    /* Note: Debug output inserted just for demo clarity. */
    PRINTF("HardFault Callback. Fault Stack:\r\n");
    PRINTF("R0: 0x%x\r\n", fault_stack->r0);
    PRINTF("R1: 0x%x\r\n", fault_stack->r1);  
    PRINTF("R2: 0x%x\r\n", fault_stack->r2);
    PRINTF("R3: 0x%x\r\n", fault_stack->r3);
    PRINTF("R12: 0x%x\r\n", fault_stack->r12);
    PRINTF("LR: 0x%x\r\n", fault_stack->lr);
    PRINTF("PC: 0x%x\r\n", fault_stack->pc);
    PRINTF("PSR: 0x%x\r\n", fault_stack->psr);

    /* Reset for default exception handling in HardFault */
    PRINTF("System Software Reset.\r\n");
    SystemSoftwareReset();
}

常见疑问：
Q1. Pflash和Dflash都会出现ECC错误吗？
A1. Pflash和Dflash都会出现ECC错误，但是Dflash的ECC错误概率更高(擦写相对更频繁)。

Q2. 怎么判断出现了ECC错误？
A2. 如果MCU上电直接跳转硬件错误中断，且EFM->STS的UNRECOVERR位被置起。断电重新上电现象依然存在（出现在Dflash中）.使用jflash无法读取
c55e0d2f0c3b6bc05c93c1d24f57987

Q3.Flash ECC 错误产生的原因
A3. 电压波动（特别是上下电过程中进行擦写） 、电磁辐射、器件老化（超Flash使用寿命，flash通常寿命为10万次读写，10年）

Q4. 如果ECC错误的地址刚好是UtilityFlashEccFault库的处理部分，ECC错误处理还会生效吗？
A4. 不能生效。只能上次全擦除整个flash，重新烧录

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