STM32H5 Data Flash 读取触发 NMI 问题解析：ECC 校验机制与解决方案

STM32H5 系列高循环 Data Flash 在未写入数据时直接读取，会触发非屏蔽中断（NMI），核心原因是 virgin word（未编程状态）触发 ECC 双错误保护。通过 “预先写入数据” 或 “屏蔽 ECC NMI 触发” 可快速解决，同时需注意缓存属性配置避免额外 HardFault 风险。

资料获取：实战经验 | 读取STM32H5 Data Flash触发NMI的问题解析

1. 问题复现：关键场景与现象

1.1 复现条件

硬件：STM32H563（以 NUCLEO-H563ZI 开发板为例），配置 Bank1 末尾 8 个扇区为高循环 Data Flash（high-cycle data flash）。
软件：基于 CubeH5 示例工程FLASH_EDATA_EraseProgram，跳过 “写入数据” 步骤，仅执行 “擦除扇区→直接读取” 流程。

1.2 异常现象

读取操作触发 NMI 中断，程序暂停在NMI_Handler函数。
查看 FLASH_ECCDETR 寄存器，显示EDATA_ECC=1（Data Flash ECC 错误）、ECCD=1（双错误），ADDR_ECC=0xF000（对应 Data Flash 扇区 7 的起始偏移）。

2. 根源分析：ECC 校验机制与 virgin word 特性

2.1 Data Flash 的 ECC 保护设计

STM32H5 高循环 Data Flash 采用 “16bit 数据 + 6bit ECC 校验” 的存储结构，支持 SECDED 算法（纠正单错误、检测双错误）。编程时，MCU 会自动生成 ECC 码并与数据一同存储；读取时，通过校验 ECC 码判断数据完整性。

2.2 virgin word 触发双错误的核心逻辑

擦除后的 Data Flash 扇区处于 virgin word 状态（所有位为 1），此时无有效 ECC 码与之匹配。
直接读取该状态数据时，ECC 校验模块检测到无法纠正的双错误，触发 NMI 中断（默认 ECC 错误绑定 NMI），对应寄存器FLASH_ECCDETR的ECCD=1（双错误标志）。

2.3 地址显示规则说明

寄存器ADDR_ECC显示的并非物理地址，而是 Data Flash 扇区的内部偏移。例如0xF000对应 Data Flash 扇区 7（地址范围 0xF000~0xF1FF），偏移值与扇区编号一一对应，可通过参考手册查表确认具体故障扇区。

3. 解决方案：两种高效解决路径

3.1 方案一：读取前预先写入数据（推荐，保证数据完整性）

在擦除 Data Flash 后、读取前，先写入任意有效数据（半字、字均可），使 virgin word 转为编程状态，ECC 码自动生成，避免校验错误。

关键说明：Data Flash 支持 16bit 半字或 32bit 字写入，半字写入更贴合 ECC 校验的 16bit 数据粒度。
示例代码（写入 0xAA55 半字）：

// 假设Data Flash起始地址为EDATA_USER_START_ADDR
HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &SectorError); // 擦除扇区
HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD, EDATA_USER_START_ADDR, 0xAA55); // 预先写入数据
HAL_FLASH_Read(&readData, EDATA_USER_START_ADDR, 1); // 正常读取

3.2 方案二：屏蔽 ECC 错误的 NMI 触发（快速适配，无需改写数据流程）

若无需严格校验数据完整性，可通过 SBS 外设关闭 ECC 错误的 NMI 触发，仅保留错误标志（不中断程序）。

示例代码：

__HAL_RCC_SBS_CLK_ENABLE(); // 使能SBS时钟
HAL_SBS_FLASH_DisableECCNMI(); // 屏蔽Data Flash ECC错误的NMI触发
// 后续可正常执行擦除→读取流程，ECC错误仅记录在寄存器中

4. 关键注意事项：避免 HardFault 风险

4.1 必须关闭 Data Flash 的缓存属性

STM32H5 的 Data Flash 区域默认不支持缓存，若未配置 MPU 关闭缓存属性，读取时会触发 HardFault 中断。

MPU 配置示例代码：

static void MPU_Config(void) {
  MPU_Region_InitTypeDef region;
  HAL_MPU_Disable(); // 关闭MPU配置
  // 配置Data Flash区域为非缓存
  region.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
  region.BaseAddress = EDATA_USER_START_ADDR; // Data Flash起始地址
  region.LimitAddress = EDATA_USER_END_ADDR; // Data Flash结束地址
  region.AccessPermission = MPU_REGION_ALL_RW;
  region.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
  region.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
  HAL_MPU_ConfigRegion(&region);
  HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT); // 启用MPU
}

4.2 同类特性器件的处理

OTP 区域：与 Data Flash 特性一致，未写入数据时直接读取会触发 ECC 双错误 NMI，需采用相同解决方案。
只读数据（如芯片 UID）：访问时需同样关闭缓存属性，否则触发 HardFault。

STM32H5 Data Flash 的 NMI 触发本质是 ECC 校验的严格保护机制，针对 virgin word 场景，优先选择 “预先写入数据” 保证数据可靠性；若需简化流程，可通过HAL_SBS_FLASH_DisableECCNMI屏蔽 NMI。同时务必配置 MPU 关闭 Data Flash 缓存，避免叠加 HardFault 错误。