应用笔记 | SPI读取数据的最后一位出错问题

关键字：STM32F42xx，SPI，OSPEEDR，APB

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1.问题描述

2.问题的排查

3.原因的进一步分析

01

问题描述

客户在项目开发中使用STM32F427GT6的SPI连接外部Flash时，发现在常温下能正常读写，但是在高温下一段时间后（大概5分钟左右）出现读写异常的情况。读写异常时发生在发送0x5指令后，返回数据通过软件读取的是0，而硬件抓取的是1。同时也发现同一份代码，同样硬件，如果flash换成别的厂家的，在同样温度条件下又没有出现读写异常。

02

问题的排查

根据客户的描述，初期怀疑是否是不同Flash厂家的兼容性问题，现场进一步测试，发现客户软件在70℃环境温度下，除了program、erase时寄存器会读错数据，用只读指令0x03也会读错数据（0x55、0xaa会被软件读成0x54、0xab）。

根据这个结果，我们怀疑到tCLQV这个参数。看上去当前的软件是在flash输出数据时，在CLK下降沿时去采集flash MO数据的，所以高温引起的细微的tCLQV变化可能会导致软件采集出错。我们建议MCU在下一个CLK的上升沿去采集数据，此时flash MO数据已经稳定为1。

现场调整GPIO（即flash CLK/SI/SO）OSPEEDR速率后异常现象消失，GPIO速率调整后CLK信号斜率变大，tCLQV跟随变小，软件抓到错误数据的现象消失，这个实验结果也与上述tCLQV这个怀疑点相匹配。下面是不同GPIO速率下的测试结果。

GPIO_SPEED_FREQ_LOW，常温：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。

03

原因的进一步分析

进一步了解客户系统的初始化，其中clock配置信息如下：采用外部晶振为25MHZ，plln=360，pllm=25，pllp=2，pllq=8，系统主频：25/25*360/2=180MHz，APB2：180/2=90MHz，SPI的波特率为2.8MHz。SPI的引脚设置均为GPIO_Initure.Speed为low。

查找到STM32F42xx的勘误手册，我们发现有同样问题的描述：

对于文档推荐的2种workaround也和我们测试时发现的一样。

至此也是能较好的和客户解释了MCU底层的一些原理，并建议客户按照相应workaround的配置，去设定APB总线与OSPEEDR的关系，最终让问题得以解决。

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原文标题：应用笔记 | SPI读取数据的最后一位出错问题

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