應用筆記 | SPI讀取數據的最后一位出錯問題
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1.問題描述
2.問題的排查
3.原因的進一步分析
客戶在項目開發中使用STM32F427GT6的SPI連接外部Flash時，發現在常溫下能正常讀寫，但是在高溫下一段時間后（大概5分鐘左右）出現讀寫異常的情況。讀寫異常時發生在發送0x5指令后，返回數據通過軟件讀取的是0，而硬件抓取的是1。同時也發現同一份代碼，同樣硬件，如果flash換成別的廠家的，在同樣溫度條件下又沒有出現讀寫異常。
根據客戶的描述，初期懷疑是否是不同Flash廠家的兼容性問題，現場進一步測試，發現客戶軟件在70℃環境溫度下，除了program、erase時寄存器會讀錯數據，用只讀指令0x03也會讀錯數據（0x55、0xaa會被軟件讀成0x54、0xab）。
根據這個結果，我們懷疑到tCLQV這個參數。看上去當前的軟件是在flash輸出數據時，在CLK下降沿時去采集flash MO數據的，所以高溫引起的細微的tCLQV變化可能會導致軟件采集出錯。我們建議MCU在下一個CLK的上升沿去采集數據，此時flash MO數據已經穩定為1。
現場調整GPIO（即flash CLK/SI/SO）OSPEEDR速率后異常現象消失，GPIO速率調整后CLK信號斜率變大，tCLQV跟隨變小，軟件抓到錯誤數據的現象消失，這個實驗結果也與上述tCLQV這個懷疑點相匹配。下面是不同GPIO速率下的測試結果。
GPIO_SPEED_FREQ_LOW，常溫：tCLQV=5.584ns。
GPIO_SPEED_FREQ_LOW，70℃：tCLQV=6.064ns，FAIL。
GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM，70℃：tCLQV=4.805ns。
GPIO_SPEED_FREQ_HIGH，70℃：tCLQV=4.577ns。
進一步了解客戶系統的初始化，其中clock配置信息如下：采用外部晶振為25MHZ，plln=360，pllm=25，pllp=2，pllq=8，系統主頻：25/25*360/2=180MHz，APB2：180/2=90MHz，SPI的波特率為2.8MHz。SPI的引腳設置均為GPIO_Initure.Speed為low。
查找到STM32F42xx的勘誤手冊，我們發現有同樣問題的描述：
對于文檔推薦的2種workaround也和我們測試時發現的一樣。
至此也是能較好的和客戶解釋了MCU底層的一些原理，并建議客戶按照相應workaround的配置，去設定APB總線與OSPEEDR的關系，最終讓問題得以解決。
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