Cortex-M7 DCache 数据一致性 STM32H743 SD卡 SDMMC1

STM32H743 数据一致性调试

这几天从0开始学习并调试STM32H743单片机，大家都了解到F7、H7系列采用了ARM Cortex-M7内核，这和我们常用的F1、F4采用的Cortex-M3、Cortex-M4内核最大的区别就是带了一级缓存，一级缓存运行速率是和Cortex-M7内核运行速率是一样的，其他的SRAM段运行在200MHz，如果不开启DCache，性能会有极大的损失，但是开启了DCache就会牵扯到数据一致性问题，这里不阐述这个问题是怎么产生的，建议大家去安富莱电子论坛，去看硬汉的H7教程，里边有详细说明，原子和野火都建议通过直接配置MPU为透写方式避免这个问题，硬汉解决在这个问题时感觉比较积极。

好了，说正题，我是在调试TF卡时遇到的这个问题，根据上述三家教程描述，数据一致性只有在使用可以主动读写内存的外设才会存在，TF卡为什么会存在这个问题呢，一开始我也没太注意，H7的SDMMC外设是自带IDMA的，但是可以不使用，意味着效率降低了不少，再说HAL库都给你封装好了，不用多可惜呀，还需要注意的是SDMM1的这个IDMA只能访问AXISRAM，也就是512K的那块内存，所以缓存数据别定义到别的内存块了，不然打死都搞不出来（这个错误正点原子论坛有，但我没有看到有人给出解决方法），所以这些坑我都没有遇到。

TF卡初始化好之后移植Fat文件系统，在打开文件后一行打断点，全速运行，挂载文件系统OK，运行到断点处，返回0x0D，没有该文件，权限给的是如果没有这个文件则创建该文件，正常情况下应该返回OK的呀，以前我在F4 用SPIFlash读写文件的时候可是正常的，那只能在读取扇区函数上打断点喽，单步调试，哎呀，它又OK了。

先贴读block代码：

static uint8_t TxBuff[2][BLOCKSIZE] = {0};

void TF_ReadBlocks(uint8_t* Buff,uint32_t Sector,uint32_t Count)
{
 HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd1,TxBuff[0],Sector,1);
 while((Tf_Flag & 0x01) == 0x01);
 Tf_Flag |= 0x01;
 for(uint32_t i = 0;(i < (Count - 1)) && (Count != 1);i ++)
 {
  HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd1,TxBuff[(i + 1) & 0x01],Sector + i + 1,1);
  #if UseDCache > 0
  SCB_InvalidateDCache_by_Addr((uint32_t*)TxBuff[i & 0x01],BLOCKSIZE / 4);
  #endif
  memcpy(Buff + 512 * i,TxBuff[i & 0x01],BLOCKSIZE);
  while((Tf_Flag & 0x01) == 0x01);
  Tf_Flag |= 0x01;
 }
 #if UseDCache > 0
 SCB_InvalidateDCache_by_Addr((uint32_t*)TxBuff[(Count - 1) & 0x01],BLOCKSIZE/4);
 #endif
 memcpy(Buff + 512 * (Count - 1),TxBuff[(Count - 1) & 0x01],BLOCKSIZE);
}

不要问我为什么没有做while循环超时退出，我也不知道我为啥不想做，虽然这方法不可取，反正调试可用就行。双缓冲，可能做的不好，笑笑就行哈。

根据三家的描述，肯定使用到和DCache相关的函数了，这里就是SCB_InvalidateDCache_by_Addr函数了，简单说一下这个函数功能，让Dache中对应的数据失效，CPU使用该数据的时候从内存中重新加载。我在使用的时候没有看函数原型，只是根据三大家的描述，填写参数就是代码中的那样。实际中还是出了问题，那我们看看函数原型嘛，位置在cm7_core.h大约2300行左右（版本不同，位置稍有偏差）。

/**
  \brief   D-Cache Invalidate by address
  \details Invalidates D-Cache for the given address
  \param[in]   addr    address (aligned to 32-byte boundary)
  \param[in]   dsize   size of memory block (in number of bytes)
*/
__STATIC_INLINE void SCB_InvalidateDCache_by_Addr (uint32_t *addr, int32_t dsize)
{
  #if (__DCACHE_PRESENT == 1U)
     int32_t op_size = dsize;
    uint32_t op_addr = (uint32_t)addr;
     int32_t linesize = 32U;                /* in Cortex-M7 size of cache line is fixed to 8 words (32 bytes) */
     
    __DSB();

    while (op_size > 0) {
      SCB->DCIMVAC = op_addr;
      op_addr += linesize;
      op_size -= linesize;
    }

    __DSB();
    __ISB();
  #endif
}

如上，第三个参数解释上给的是size of memory block (in number of bytes)以字节为单位的，而例程中给的是以字为单位的，把代码中的/4去掉就OK了。

这样就OK了，写block函数如法炮制就好了。