瑞薩RH850啟動(dòng)時(shí)間加快解決方案

瑞薩 RH850/F1KM-S4 是 RH850/F1x 系列中的一組單芯片微控制器，專為汽車車身電氣應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其具有功耗低，內(nèi)部閃存范圍 3MB-4MB，封裝 100-272 引腳不等。此外，所有產(chǎn)品都增加了 CAN FD 和以太網(wǎng)接口以及硬件安全模塊，CPU 工作頻率也提高到 240MHz。接下來(lái)將通過某汽車客戶在實(shí)際應(yīng)用中遇到的網(wǎng)關(guān)軟件問題案例，為大家介紹瑞薩 RH850 啟動(dòng)時(shí)間加快解決方案。 問題描述 客戶反饋 F1KM-S4 (R7F701649) 軟件啟動(dòng)時(shí)間在 RAM 清零時(shí)，占用時(shí)間超長(zhǎng)，從 MCU 上電到軟件進(jìn)入 main 函數(shù)約 65ms;終端客戶設(shè)備啟動(dòng)后需在 200ms 以內(nèi)加入到 CAN 網(wǎng)絡(luò)中;客戶嘗試在 startup 啟動(dòng)文件中去除 RAM 清零動(dòng)作，但設(shè)備在斷開調(diào)試器后設(shè)備無(wú)法正常工作。下圖為客戶實(shí)測(cè) MCU 啟動(dòng)波形：

問題排查及解決方案

一、利用客戶代碼使用 CS+ 調(diào)試實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn) MCU 由 RESET 到 main 函數(shù)時(shí)間為 68ms，基本與客戶示波器波形時(shí)間一致。

二、分析 startup.850 文件，MCU 啟動(dòng)基本有如下圖所示 7 個(gè)步驟，同時(shí)在啟動(dòng)步驟中也沒有發(fā)現(xiàn)任何異常。

三、單步調(diào)試定位耗時(shí)代碼，確定耗時(shí)在 RAM 清零部分。

四、查閱芯片手冊(cè)對(duì)于 RAM 描述，發(fā)現(xiàn) RAM 在讀寫是與 CPU 時(shí)鐘有密切關(guān)系，如下圖所示：

五、依據(jù)芯片手冊(cè)描述，分析 startup 啟動(dòng)文件。從而在步驟 6 代碼解析中發(fā)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)硬件初始化描述，并且檢查在 __lowinit 函數(shù)中只對(duì)休眠保留 RAM 是否進(jìn)行清零操作，并沒有實(shí)際硬件初始化動(dòng)作。由于 RAM 讀寫是與 CPU 時(shí)鐘有關(guān)，且在啟動(dòng)步驟 1 到 6 并沒有進(jìn)行時(shí)鐘初始化動(dòng)作，故 CPU 時(shí)鐘使用內(nèi)部低速默認(rèn)時(shí)鐘，從而影響到 RAM 讀寫時(shí)間。

六、增加 __lowinit 初始化 CPU 時(shí)鐘相關(guān)代碼。

七、修改驗(yàn)證。修改后 RAM 清零時(shí)間約為 5.4ms，比原來(lái)快 10 倍左右。

總結(jié) 根據(jù)上述的客戶案例問題解析，可以得出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

1. 根據(jù)手冊(cè) RAM 說(shuō)明分析，RAM 讀寫時(shí)間是根據(jù) CPU 時(shí)鐘確定的;

2. RH850 帶有 RAM ECC 功能，客戶在做功能安全相關(guān)時(shí)需要進(jìn)行 RAM ECC 檢測(cè)，stratup 時(shí)必須將 RAM 清零防止 ECC 錯(cuò)誤發(fā)生，故啟動(dòng)時(shí)需要將 RAM 清零不能去掉此部份代碼;

3. 軟件在 startup 啟動(dòng)階段未加入 CPU 時(shí)鐘初始化動(dòng)作，導(dǎo)致 RAM 清零耗時(shí)過長(zhǎng);

4. 在 startup 階段加入 CPU 時(shí)鐘初始化，也符合 startup 中 lowinit 規(guī)則，此方式修改不影響軟件其他功能。

本文主要介紹了瑞薩 RH850 啟動(dòng)時(shí)間加快解決方案，另外 RH850 U2A 系列 MCU，也可以參考此方案進(jìn)行優(yōu)化。