Em sistemas baseados em microcontroladores STM32, a integração da biblioteca HAL com o FreeRTOS pode causar falhas inesperadas durante operações na memória Flash. Este guia aborda um problema comum de falha na escrita e apagamento da Flash, sua causa raiz e soluções práticas.

Cenário do Problema

Ambiente de desenvolvimento: STM32CubeMX e ferramentas Keil. Hardware: STM32F407VET6. Software: FreeRTOS para gerenciamento de tarefas, com uso da Flash para persistência de dados. Observa-se que, antes da adição do FreeRTOS, as operações de leitura e escrita na Flash funcionam corretamente. No entanto, após integrar o FreeRTOS, a escrita na Flash falha, sendo rastreada até uma falha no processo de apagamento.

Análise da Causa

Através de depuração, verifica-se que bits específicos em registradores relacionados à Flash permanecem em estados inválidos, impedindo a conclusão bem-sucedida das operações. Esse comportamento está vinculado a alterações nos registradores durante a inicialização do FreeRTOS, resultando em conflitos com as rotinas da biblioteca HAL, como observado no código-fonte da HAL.

Implementação da Solução

Para resolver o problema, limpe as flags de status dos registradores da Flash antes de iniciar qualquer operação de apagamento ou escrita. Além disso, é recomendável desabilitar interrupções e o escalonador do FreeRTOS durante o acesso à Flash, reativando-os após a conclusão. Essa abordagem garante a exclusão mútua e previne condições de corrida.

Fatores Adicionais a Considerar

Confirme que o endereço e o setor da Flash utilizados para apagamento correspondem exatamente aos da escrita. Verifique também as configurações de tensão e o tamanho do setor na inicialização, pois inconsistências podem levar a falhas silenciosas.

Exemplo de Códiggo Adaptado

As funções abaixo demonstram a implementação de operações na Flash com correções aplicadas. O código foi refatorado para utilizar nomes alternativos de variáveis e uma estrutura lógica modificada, mantendo a funcionalidade essencial.

#ifndef FLASH_DRIVER_H
#define FLASH_DRIVER_H
#include "stm32f4xx_hal.h"

#define FLASH_CAPACITY_KB 512
#if FLASH_CAPACITY_KB < 256
#define SECTOR_SIZE_BYTES 1024
#else
#define SECTOR_SIZE_BYTES 2048
#endif

#define FLASH_BASE_ADDRESS 0x08000000
#define USER_FLASH_START 0x08040000
#define USER_FLASH_END 0x08060000

void Sector_Erase(void);
void Data_Write(uint32_t *src_buffer, uint32_t data_length, uint32_t *dest_addr);
void Data_Read(uint32_t *dst_buffer, uint32_t data_length, uint32_t *src_addr);

#endif

static uint32_t current_write_ptr = USER_FLASH_START;
static uint32_t current_read_ptr = USER_FLASH_START;

void Sector_Erase(void) {
    FLASH_EraseInitTypeDef erase_config;
    uint32_t error_code = 0;

    erase_config.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_SECTORS;
    erase_config.Sector = FLASH_SECTOR_6;
    erase_config.NbSectors = 1;
    erase_config.VoltageRange = FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;

    if (HAL_FLASHEx_Erase(&erase_config, &error_code) != HAL_OK) {
        HAL_FLASH_Lock();
        // Tratamento de erro adequado
    }
}

void Data_Write(uint32_t *src_buffer, uint32_t data_length, uint32_t *dest_addr) {
    uint32_t index = 0;
    HAL_FLASH_Unlock();

    __HAL_FLASH_CLEAR_FLAG(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_OPERR | FLASH_FLAG_WRPERR |
                           FLASH_FLAG_PGAERR | FLASH_FLAG_PGPERR | FLASH_FLAG_PGSERR);

    Sector_Erase();

    while ((*dest_addr < USER_FLASH_END) && (index < data_length)) {
        if (HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, *dest_addr, src_buffer[index]) == HAL_OK) {
            *dest_addr += 4;
            index++;
        } else {
            // Lógica de recuperação de erro
            break;
        }
    }
    HAL_FLASH_Lock();
}

void Data_Read(uint32_t *dst_buffer, uint32_t data_length, uint32_t *src_addr) {
    uint32_t index = 0;
    while ((*src_addr < USER_FLASH_END) && (index < data_length)) {
        dst_buffer[index++] = *(__IO uint32_t *)(*src_addr);
        *src_addr += 4;
    }
}