TrustZone串口DMA传输失败？DMA通道必须匹配 SRAM 的特权 + 安全属性

STM32U5 SBSFU（TrustZone）环境下，串口 DMA 传输数据全为 0 的核心原因是DMA 通道未配置特权属性——SRAM2 默认是 Secure+Privileged 属性，而 DMA 默认仅为 Non-Secure+Non-Privileged，仅配置 Secure 属性无法访问 Privileged 级别的 SRAM，导致传输失败。解决方案：在 DMA 通道属性中同时启用 Secure 和 Privileged，确保与内存属性完全匹配。

资料获取：【应用笔记】LAT1446TrustZone应用中串口通信的DMA传输失败问题

1. 问题背景：TrustZone 环境的 DMA 传输异常

1.1 应用场景

• 硬件平台：STM32U5（支持 TrustZone）；
• 软件框架：SBSFU 工程（含 Boot、APP、Loader），Boot 工程使用 SRAM2；
• 功能配置：串口（LPUART1）+ DMA 传输，非 DMA 模式正常，DMA 模式数据全为 0；
• 核心参数：115200bps、1+8+1 数据格式，GPDMA1 通道 0（TX）、通道 1（RX）。

1.2 异常表现

• PC 端接收串口数据全为 0，示波器测量 TX 引脚无有效波形；
• 测试工程验证：单独创建的 TrustZone + 串口 DMA 工程（配置 SRAM1+GTZC MPCBB1）正常，移植到 SBSFU Boot 工程后失败。

2. 根源拆解：TrustZone 下的资源属性不匹配

2.1 核心矛盾：SRAM 与 DMA 的属性差异

TrustZone 启用后，MCU 资源的默认属性是关键（参考手册 RM0456 Rev4）：

• 关键规则：TrustZone 环境中，外设（DMA）访问内存时，安全属性和特权属性必须完全匹配，否则访问被阻断，数据传输失败。

2.2 测试工程与 Boot 工程的差异

• 测试工程：配置 SRAM1 为 Secure，且通过 GTZC MPCBB1 明确属性，DMA 通道仅需配置 Secure 即可（SRAM1 默认无 Privileged 要求）；
• Boot 工程：使用 SRAM2，默认 Secure+Privileged，DMA 仅配置 Secure，缺少 Privileged 属性，导致访问 SRAM2 被拒绝。

3. 解决方案：配置 DMA 通道为 Secure+Privileged

核心是通过HAL_DMA_ConfigChannelAttributes函数，同时启用 DMA 通道的 Secure 和 Privileged 属性，确保与 SRAM2 的默认属性匹配。

3.1 关键代码修改（Boot 工程中）

在 DMA 通道初始化时，补充 Privileged 属性配置：

// 串口TX DMA通道（GPDMA1 Channel0）配置
__HAL_LINKDMA(&hlpuart1, hdmatx, handle_GPDMA1_Channel0);
// 同时启用Secure和Privileged属性
if (HAL_DMA_ConfigChannelAttributes(&handle_GPDMA1_Channel0,
    DMA_CHANNEL_PRIV | DMA_CHANNEL_SEC | 
    DMA_CHANNEL_SRC_SEC | DMA_CHANNEL_DEST_SEC) != HAL_OK) {
  Error_Handler();
}

// 串口RX DMA通道（GPDMA1 Channel1）配置
__HAL_LINKDMA(&hlpuart1, hdmarx, handle_GPDMA1_Channel1);
if (HAL_DMA_ConfigChannelAttributes(&handle_GPDMA1_Channel1,
    DMA_CHANNEL_PRIV | DMA_CHANNEL_SEC | 
    DMA_CHANNEL_SRC_SEC | DMA_CHANNEL_DEST_SEC) != HAL_OK) {
  Error_Handler();
}

3.2 代码参数说明

3.3 补充配置：GTZC（可选，按需启用）

若手动修改 SRAM 属性，需配置 GTZC 的 MPCBB（内存保护控制器），确保 SRAM 属性明确：

static void gtzc_init_cfg(void) {
  __HAL_RCC_GTZC1_CLK_ENABLE();
  // 配置SRAM2为Secure+Privileged（若需修改默认属性）
  GTZC_MPCBB2_S->SECCFGR[0] = 0xFFFFFFFF; // 全部Secure
  GTZC_MPCBB2_S->PRIVCFGR[0] = 0xFFFFFFFF; // 全部Privileged
}

4. 验证结果

• 编译修改后的 Boot 工程，烧录后串口 DMA 传输正常，PC 端接收数据正确；
• 示波器测量 TX 引脚波形稳定，符合串口通信协议，传输无丢包、无异常数据。

5. TrustZone 开发关键注意事项

1. 属性匹配优先：外设（DMA、UART 等）与内存（SRAM/Flash）的安全属性（Secure/Non-Secure）和特权属性（Privileged/Non-Privileged）必须完全一致；
2. 默认属性不可忽视：未配置 GTZC 时，SRAM 默认 Secure+Privileged，Securable 外设默认 Non-Secure+Non-Privileged，需手动对齐；
3. 测试工程对比法：移植功能失败时，优先创建最小测试工程验证，通过对比资源配置（内存、GTZC、DMA 属性）定位差异；
4. 参考资源默认表：
   

   资源类型	默认安全属性	默认特权属性
   片上 SRAM（1-6）	Secure	Privileged
   Securable 外设	Non-Secure	Non-Privileged
   片上 Flash	Secure	Privileged
   中断	Secure	-

TrustZone 环境下的 DMA 传输失败，核心是 “属性不匹配” 而非硬件配置错误。开发时需重点关注资源的安全级别和特权级别，尤其是默认属性与手动配置的一致性 —— 仅配置 Secure 属性忽略 Privileged，会导致内存访问被阻断。通过明确 DMA 通道的双属性配置，可快速解决传输异常问题。