代码收藏家技术教程 2025-02-22

STM32单片机示例：双核单片机点灯与调试（STM32H7x5 & H7x7）

文章目录

前言

基础说明

使用STM32CubeMX生成程序

使用STM32CubeIDE双核调试

其它补充

例程地址

前言

现在多核的单片机越来越多了，这里试试看STM32的双核单片机。

目前来说STM32双核的单片机有 STM32H7x5 & STM32H7x7 这两个系列（无线系列的产品也有双核的，只不过一个核是单独跑官方的无线部分固件的）。

我这里使用官方的 NUCLEO-H755ZI-Q 开发板进行测试：

基础说明

STM32H7x5 & STM32H7x7 双核单片机基本的架构、资源分类、和应用示例在下面官方文档中有介绍：
《AN5557 – STM32H745/755 and STM32H747/757 lines dual-core architecture》

STM32H7x5 & STM32H7x7 的双核都是非对称的，一个核是M7、一个核是M4，两个核有自己的电源域、可访问的资源和外设，也有一些可以公共访问的资源和外设。

默认情况下两个核启动参数如下：

The boot address is provided by option byte and default programmed value to allow:
• CM7 Boots from Flash memory at 0x0800 0000 when Boot0=0
• CM4 Boots from Flash memory at 0x0810 0000 when Boot0=0
• Boot respectively from System memory or SRAM1 when Boot0=1

STM32H7x5 & STM32H7x7 是带硬件信号量的，可以用来进行双核间（或者单核内）的同步/异步交互。官方也提供了一些例程：

另外 Github 上也有例程可以参考：
STM32H7 dual-core inter-CPU communication

使用STM32CubeMX生成程序

在 STM32CubeMX 中 STM32H7x5 & H7x7 单片机的各个外设会显示或者可以选择由哪个核处理，本文主要配置如下：

默认生成的代码其实就是一个大工程包含两个小工程，然后有一些公共代码。每个核心有自己的 main 函数。

其中 CM4 核心的代码大致如下：

int main(void){
/* USER CODE BEGIN Boot_Mode_Sequence_1 */
  /*HW semaphore Clock enable*/
  __HAL_RCC_HSEM_CLK_ENABLE();
  /* Activate HSEM notification for Cortex-M4*/
  // 启用硬件信号量中断
  HAL_HSEM_ActivateNotification(__HAL_HSEM_SEMID_TO_MASK(HSEM_ID_0));
  /*
  Domain D2 goes to STOP mode (Cortex-M4 in deep-sleep) waiting for Cortex-M7 to
  perform system initialization (system clock config, external memory configuration.. )
  */
  HAL_PWREx_ClearPendingEvent();
  // 设置D2域进入STOP模式（即停止CM4核工作）
  HAL_PWREx_EnterSTOPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFE, PWR_D2_DOMAIN);
  /* Clear HSEM flag */
  // 当硬件信号量中断时会继续从这里工作，清除相关标志
  __HAL_HSEM_CLEAR_FLAG(__HAL_HSEM_SEMID_TO_MASK(HSEM_ID_0));
/* USER CODE END Boot_Mode_Sequence_1 */

  HAL_Init();
  MX_GPIO_Init();
  while (1){ }
}

CM7 核心的代码大致如下：

int main(void)
{
  int32_t timeout;
  MPU_Config();

/* USER CODE BEGIN Boot_Mode_Sequence_1 */
  /* Wait until CPU2 boots and enters in stop mode or timeout*/
  timeout = 0xFFFF;
  // 等待CM4核停止工作
  while((__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_D2CKRDY) != RESET) && (timeout-- > 0));
  if ( timeout < 0 ){
    Error_Handler();
  }
/* USER CODE END Boot_Mode_Sequence_1 */
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN Boot_Mode_Sequence_2 */
/* When system initialization is finished, Cortex-M7 will release Cortex-M4 by means of
HSEM notification */
/*HW semaphore Clock enable*/
__HAL_RCC_HSEM_CLK_ENABLE();
/*Take HSEM */
// 获取硬件信号量
HAL_HSEM_FastTake(HSEM_ID_0);
/*Release HSEM in order to notify the CPU2(CM4)*/
// 释放硬件信号量，这将会触发中断（用来唤醒CM4核）
HAL_HSEM_Release(HSEM_ID_0,0);
/* wait until CPU2 wakes up from stop mode */
timeout = 0xFFFF;
// 等待CM4核开始工作
while((__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_D2CKRDY) == RESET) && (timeout-- > 0));
if ( timeout < 0 ){
  Error_Handler();
}
/* USER CODE END Boot_Mode_Sequence_2 */

  MX_GPIO_Init();
  while (1){ }
}

上面默认生成的代码主要就是实现了两个核心同步的功能。

使用STM32CubeIDE双核调试

调试主要参考下面官方文档：
《LAT1396 – STM32CubeIDE实用技巧之STM32H7双核调试的配置》
《AN5286 – STM32H7x5/x7 dual-core microcontroller debugging》

首先需要手动新建CM4的调试配置：

选择调试的项目：

注意不要下载，会在下面CM7中配置下载：

这里重点需要关注下面的三项红线，前面那个端口号应该没影响（没验证）：

接下来需要新建CM7的调试配置：

CM4的固件在CM7的调试配置中下载：

最后新建Launch Group包含两个项目：

初次启动调试在Launch Group中启动：

以后可以在工具栏启动：

下面是总体调试配置：

下面是调试演示：

调试时需要先启动CM4的程序，然后再启动CM7的程序。CM4的程序启动后会进入STOP模式无法追踪， 启动CM7后可以再次启动CM4程序 进入正常调试。CM4和CM7是独立的程序，可以分别打断点。停止调试时需要分别停止。