为什么NOP/很少额外的代码行/优化指针别名有帮助？[富士通MB90F543单片机C代码]

我正在尝试修复富士通MB90F543的成熟程序中发现的一个错误。到目前为止，该计划已经运行了近10年，但人们发现，在某些特殊情况下，它在一开始就未能做到两件事。其中之一至关重要

在低电平和高电平初始化端口、引脚、外围设备、IRQ处理程序配置数据通过SPI从EEPROM读取后，状态指示灯打开一段时间以将其打开，数据通过SPI发送到LED驱动器。 当这些特殊情况首先发生时，只有第一个函数调用一些EEPROM读取失败，另外一些应该打开的LED灯不会打开

该程序用C语言编写，并使用Softune v30L32编译。 令人惊讶的是，在低级硬件init中添加单个asm NOP就足以使程序在上述情况下按预期工作。在优化设置中关闭“指针别名的控制优化”就足够了。在不同的地方添加几行代码也会有所帮助

我已经比较了编译程序的不同ASM列表，包括有和没有_ASM NOP的版本，以及前面提到的两种优化器设置，它们看起来都很好

在编译过程中，Softune编译器多年来一直打印的唯一警告如下：

***W1372L：该段位于RAM区域或I/O区域IOXTND之外

我确实意识到这是一个相当普遍的问题，但也许有人有一个更大的图景可以指出可能的原因

你知道是什么导致了这种奇怪的行为吗？如何定位错误并修复它

在初始化过程中，使用了几个长约20ms的延迟环路。虽然它们从大约2ms增加到了2ms，但是在任何一行硬件初始化函数中，甚至在函数之前或之后，单个NOP都会有所帮助

两个等待循环都有效。我已经用示波器检查过了。我已经增加了LED的开启前和关闭后

我已经通过将SPI时钟从1MHz降低到500kHz来验证了timming假设。它不会改变任何事情。降低到250kHz会使看门狗复位，因为代码的某些部分执行时间过长>25ms

还有一件事。我观察到，在任何源文件中添加局部变量有时会使问题消失或重新出现。这同样涉及初始化未初始化的局部变量。在任何文件中添加几行额外的代码都有助于或揭示问题

void main(void)
{
    watchdog_init();
    // waiting for power supply to stabilize
    wait; // about 45ms
    hardware_init();
    clear_watchdog();
    application_init();
    clear_watchdog();
    wait; // about 20ms
    test_LED();
    {...}
}

void hardware_init (void)
{
    __asm("NOP"); // how it comes it helps? - it may be in any line of the function
    io_init();      // ports initialization

    clk_init();
    timer_init();
    adc_init();

    spi_init();
    LED_init();
    spi_start();
    key_driver_init();
    can_init();
    irq_init();     // set IRQ priorities and global IRQ enable
}

---

这可能是许多事情中的一件，但脑海中浮现出两件事

时机

也许等待的时间不够长，电源无法稳定，而且并非所有东西都与时钟同步。NOP让一切恢复同步

对齐

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也许NOP会使您的指令与硬件期望的32或64位边界对齐。我们过去经常在大型机汇编程序上这样做，因为IO操作通常希望在双字边界上进行操作。

问题解决了。它是由一个小错误引起的

EEPROM的nHOLD和nCS信号不是在MCU复位后立即初始化的，而是在首次使用EEPROM之前初始化的。因此，它们是0，非常活跃。 这意味着已选择EEPROM，但正在等待。同时，开始使用SPI进行其他传输。在8个CLK脉冲中的6个之后，EEPROM的nHOLD I/O引脚被初始化并处于高位。EEPROM不再处于保留状态，所以它为另一个外设输入最后两位数据。EEPROM上的每个后续操作都发现它没有同步CLK和MOSI

当我添加了NOP或其他任何东西时，nHOLD 0->1边的瞬间在最后一个CLK脉冲后发生了移动。现在CLK-MOSI是同步的

我所要做的就是初始化所有的EEPROM的SPI线路

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在MCU复位后，特别是nHOLD和nCS。

使用硬件的一个原因是它对定时非常敏感。有时，您只需要这些NOP指令添加几毫秒的延迟，以使硬件的计时正确。您是否尝试将逻辑分析仪连接到SPI总线，以便您可以看到在初始化期间通过它发送的内容，我想你已经排除了硬件故障的可能性，例如，如果有关键的东西存在，MCU内存中的错误位会导致程序失败，但如果代码最终对齐，那么就不重要了？是的，我排除了。至于SPI，我用示波器查看了通电后发送的第一个字节。它看起来很好。当我开始阅读时，我想到的第一件事就是电源问题。当一个“不”就够了的时候，就放弃了。然后我在你的代码中看到了这个注释。嗯，至于时间。请注意，有一个长等待循环，然后是对函数的调用，它的第一条指令是NOP。它添加到等待循环中的时间延迟是没有意义的。此外，我 在呼叫之前移动NOP，所以在等待循环之后。这仍然有帮助。减少SPI时钟也无济于事。至于对齐-听起来很有趣，但是为什么添加/删除局部变量会有帮助呢？我怎样才能使代码错位呢？