AVR หน่วยความจำแฟลชเสียหาย

คำถามนี้เป็นคำถามที่เกี่ยวข้องกับAVR deprogramming ตัวเอง

ข้อมูลโครงการ:
เรามีผลิตภัณฑ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่โดยใช้ ATMEGA644P แอปพลิเคชั่นทำงานอย่างถาวรในโหมดสลีปและจะปลุกเพียงครั้งเดียวต่อวินาที (RTC) หรือเมื่อหนึ่งในสองอินเตอร์รัปต์ไลน์ถูกทริกเกอร์

อุปกรณ์มีบูทโหลดเดอร์ที่ใช้งานง่ายซึ่งสื่อสารผ่าน UART (โดยใช้อินเตอร์เฟส RS232 IC) เป็นเพียงวิธีการอำนวยความสะดวกในการอัปเดตเฟิร์มแวร์ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีโปรแกรมเมอร์ ISP (บูตโหลดเดอร์คาดว่าจะตรวจสอบโทรเลขที่ปลอดภัย)

อุปกรณ์ได้รับการออกแบบให้มีการปิดการใช้งานสีน้ำตาลภายในเนื่องจากเป็นสองเท่าของการใช้พลังงานและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนาน (ฉันเดาว่าควรใช้การตรวจจับสีน้ำตาลภายนอกภายนอก

ปัญหา:
ทุกๆสองสามเดือนที่อุปกรณ์หยุดทำงานไม่มีการอัพเดตเฟิร์มแวร์ในอุปกรณ์เหล่านั้น อย่างไรก็ตามหลังจากการตรวจสอบเพิ่มเติมเนื้อหาแฟลชของอุปกรณ์เหล่านั้นดูเหมือนจะเสียหาย นอกจากนี้แบตเตอรี่ของอุปกรณ์เหล่านั้นบางอย่างยังคงดี แต่ฉันไม่ต้องการแยกแยะสถานการณ์ภายใต้แรงดัน

นี่คือการเปรียบเทียบเนื้อหาแฟลชต้นฉบับ (ซ้าย) กับเนื้อหาที่เสียหาย (ขวา):

ข้อสังเกตบางอย่าง:

• บล็อกที่เสียหายประกอบด้วยอย่างน้อยหนึ่งหน้าแฟลช (256 ไบต์) และจัดเรียงหน้า กล่าวอีกนัยหนึ่ง: เฉพาะหน้าทั้งหมดที่ได้รับผลกระทบไม่ใช่ไบต์เดียว
• เนื้อหาที่เสียหายอ่าน 0xFF เป็นส่วนใหญ่ แต่อาจมีค่าอื่น ๆ หรือเป็น "สุ่ม" อย่างสมบูรณ์
• แถบเล็ก ๆ ทางด้านซ้ายของภาพแสดงพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบทั้งหมด สำหรับอุปกรณ์นี้ประมาณหนึ่งในสิบของเนื้อหาแฟลชทั้งหมด
• เรามีอุปกรณ์หนึ่งชิ้นที่มีเพียงหน้าเดียวที่ได้รับผลกระทบ

เป็นไปได้อย่างมากที่สภาวะแรงดันไฟฟ้าต่ำในขณะที่เขียนหน่วยความจำแฟลชอาจทำให้เนื้อหาแฟลชเสียหาย อย่างไรก็ตามนี่หมายความว่าต้องมีการใช้งานคำแนะนำที่ละเอียดอ่อนสำหรับแฟลช

อาจคอนโทรลเลอร์เริ่มการสุ่มแบบใหม่เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าต่ำและรหัสบูตโหลดเดอร์ไม่สามารถคาดเดาได้ทั้งหมดในช่วงเวลานี้ หากต้องการอ้างถึงผู้ชายบางคนจากฟอรัมอื่นเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าต่ำ:

"ไม่เพียง แต่คำสั่งแบบสุ่มจากการใช้แฟลชเท่านั้น แต่ระยะเวลาการสุ่มแบบสุ่ม (ไม่มีการรับประกันว่าโค้ดจากแฟลชจะสามารถอ่านและตีความได้อย่างถูกต้อง) พร้อมกับส่วนอื่น ๆ ของ mcu อาจไม่ทำงานตามที่ออกแบบไว้รวมถึงการป้องกัน กลไก."

คำถาม:
คุณคิดว่า"พฤติกรรมแบบสุ่มในระหว่างแรงดันไฟฟ้าต่ำและดำเนินการคำสั่งบางอย่างที่เปลี่ยนแปลงข้อมูลในหน้าแฟลช" - คำอธิบายนั้นเป็นเสียงหรือไม่? หากเป็นเช่นนั้นเราจะไม่เห็นข้อผิดพลาดประเภทนี้ตลอดเวลาซึ่งเป็นสาเหตุของปัญหาซอฟต์แวร์บางอย่าง (สแตกล้นตัวชี้ไม่ถูกต้อง)

คุณมีความคิดเห็นอื่น ๆ ที่ทำให้เกิดความเสียหายแบบนี้หรือไม่? สิ่งนี้อาจเกิดจาก EMI / ESD?

คุณควรสังเกตว่าแฟลชนั้นไม่ได้ถูกเขียนขึ้นมันจะถูกลบ แฟลชลบเต็ม 0xFF 256 ไบต์แรกของคุณจะถูกลบโดยสิ้นเชิงพื้นที่ 256- ไบต์ที่สามของคุณจะถูกลบบางส่วน (คุณมีเพียง 0 ถึง 1 bitflips จากข้อมูลที่ถูกต้องไปยังข้อมูลที่เสียหาย)

ตามแผ่นข้อมูลแฟลชนี้สามารถลบหน้าได้ (ฉันมักจะทำงานกับการลบบล็อกที่ใหญ่กว่าหน้า) อย่างที่เห็นในหน้า 282 การทำการลบหน้าด้วย SPM นั้นค่อนข้างง่าย

คุณอาจสนใจตามมาตรา 23.8.1 (การป้องกันการทุจริตใน Flash):

ความเสียหายของโปรแกรม Flash อาจเกิดจากสองสถานการณ์เมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไป ก่อนอื่นลำดับการเขียนปกติของ Flash ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำในการทำงานอย่างถูกต้อง ประการที่สอง CPU สามารถดำเนินการคำสั่งอย่างไม่ถูกต้องหากแรงดันไฟฟ้าสำหรับการดำเนินการคำสั่งต่ำเกินไป ความเสียหายจาก Flash สามารถหลีกเลี่ยงได้ง่ายโดยทำตามคำแนะนำการออกแบบ (มีเพียงพอ):

1. หากไม่จำเป็นต้องอัปเดต Boot Loader ในระบบให้ตั้งค่าบิต Boot Loader Lock เพื่อป้องกันการอัปเดตซอฟต์แวร์ Boot Loader
2. ให้ AVR RESET ทำงาน (ต่ำ) ในช่วงที่แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟไม่เพียงพอ
   สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการเปิดใช้งานเครื่องตรวจจับ Brown-out (BOD) ภายในหากการทำงานของโวลต์อายุตรงกับระดับการตรวจจับ ถ้าไม่สามารถใช้วงจรป้องกันรีเซ็ต VCC ต่ำภายนอกได้ หากการรีเซ็ตเกิดขึ้นในขณะที่การดำเนินการเขียนกำลังดำเนินการการเขียนจะเสร็จสมบูรณ์หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายเพียงพอ
3. รักษาแกน AVR ไว้ในโหมดประหยัดพลังงานในช่วงที่ VCC เหลือน้อย วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้ CPU พยายามถอดรหัสและประมวลผลคำสั่งปกป้อง SPMCSR Register อย่างมีประสิทธิภาพและทำให้แฟลชไม่สามารถเขียนได้โดยไม่ตั้งใจ

นี่เป็นปัญหาที่รู้จักกันดีและมีผลต่อไมโครคอนโทรลเลอร์จำนวนมาก (ไม่ใช่แค่ Atmel) ฮาร์ดแวร์ควบคุมหน่วยความจำแฟลชทำให้เกิดความเสียหายหรือลบส่วนหนึ่งของหน่วยความจำภายใต้สภาวะที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำ การแก้ไขที่ง่ายคือการเปิดใช้งานการป้องกันน้ำตาล

คุณควรเปิดใช้งานการป้องกันบราวน์เอาต์กับไมโครคอนโทรลเลอร์เสมอ

แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้มาก ตัวอย่างเช่นฉันเคยมีโครงการที่ระดับสีน้ำตาลออก 1.8 V มักทำให้เกิดความเสียหายและการคอร์รัปชั่นเหล่านี้ไม่สามารถทำซ้ำได้ด้วยระดับ 3.5V สีน้ำตาล

โปรดทราบว่ายิ่งโปรเซสเซอร์ทำงานได้เร็วขึ้นเท่าไรก็ยิ่งมีความไวต่อปัญหาแรงดันไฟต่ำกว่า หากการลดความถี่ซีพียูเป็นตัวเลือกที่มีให้คุณอาจเป็นเรื่องน่าลอง

EMC จะเป็นศัตรูที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของคุณหากไม่มีใครทำตามกฎหลักของการออกแบบ PCB นี่คือสิ่งที่สำคัญที่สุดจากประสบการณ์ของฉัน: - การปิดกั้นตัวเก็บประจุบน IC ใด ๆ โดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่ผู้ผลิตบอกคุณในเอกสารข้อมูลเกี่ยวกับแผนงานเชิงอนุมานใส่อย่างน้อยหนึ่งระหว่าง 100pF - 1nF ในสายไฟฟ้าของ IC แต่ละตัว แต่ละชั้นของ PCB ให้มากที่สุด พื้นที่เหล่านั้นจะได้รับการติดต่อผ่านทุกชั้นผ่านจุดแวะบ่อยเท่าที่เป็นไปได้ตารางที่มีค่า 50mil นั้นคุ้มค่ามาก เชื่อมต่อพื้นที่เหล่านั้นกับสัญญาณภาคพื้นดิน - อย่าปล่อยทองแดงที่ไม่ได้เชื่อมต่อ (ลอยไม่มีการเชื่อมต่อสัญญาณ) ใน PCB ของคุณ มันทำหน้าที่เหมือนเสาอากาศและ devinitifely ทำให้การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์ - ทำให้มีร่องรอยสัญญาณนาฬิกาพกสั้นที่สุด

ค้นหารายละเอียดเพิ่มเติมตามคำขอเครื่องมือค้นหาเช่น "คำแนะนำสำหรับการออกแบบ pcb หลักฐาน emc"