实战经验 | STM32H5在使能TrustZone下实现High-Cycle的数据存储

cathy -- 周一, 03/09/2026 - 10:20

01、概述
STM32H5系列（H503除外）提供高达96KBytes的EDATA内存区域，支持高达10万次的擦写周期，可用于存储数据和模拟EEPROM功能。该区域通过AHB系统总线访问，地址范围为0x09000000~0x09017FFF，映射于闪存Bank1和Bank2的最后8个（或4个）扇区。其核心特性包括：

1）6位ECC纠错：保障数据可靠性，支持16位读写粒度。

2）扇区大小调整：由于增加的ECC位，数据区扇区大小缩减至6KB。

3）双Bank独立配置：通过寄存器独立设置Bank1/Bank2的数据区起始位置，默认全空间用于代码存储。

02、实验内容

在STM32CubeH5的固件包中，官方提供了一个例程。例程路径示例：

TM32Cube_FW_H5_V1.4.0\Projects\NUCLEOH563ZI\Examples\FLASH\FLASH_EDATA_EraseProgram

该例程是基于TrustZone没有激活的场景。本文将介绍如何在激活TrustZone的架构中，实现S侧操作Bank1的48KB的EDATA，NS侧操作Bank2的48KB的EDATA，以供大家参考使用。

2.1. 创建工程

首先我们通过STM32CubeMX创建基于STM32H5的激活TrustZone的基础工程，这里以NUCLEO-H563ZI实验板为硬件来验证结果。

▲ 图1. 选择目标芯片

▲ 图2. 创建TrustZone工程

▲ 图3. 选择STM32CubeIDE

在STM32CubeMX中，我们不需要配置任何外设，创建完工程后可以直接生成代码，然后编译，正常的话，工程是可以编译通过的。

然后我们按照官方的例程，复制相关代码，这里主要是复制HAL_FLASH_Unlock、EDATA的擦除（HAL_FLASHEx_Erase）、EDATA的写入（HAL_FLASH_Program）、还有结果的验证（Check_Flash_Content）、这个过程中要处理对应的编译错误（主要是对应的变量的申明和宏定义也需要复制过来即可，在此不展开细说）。

此时，我们就可以得到相关复制代码，且能够通过编译的工程，但是呢，此时还不能成功的操作EDATA，接下来我们还要完成TrustZone相关的配置。

2.2. TrustZone相关配置

1. EDATA的操作地址以下是RM0481中关于STM32H563ZI（2MByte-Flash）的EDATA的memory map。

▲ 图4. Flash High-Cycle的内存分布

从这张图中可以看出，当Bank1中的最后8个sector被定义为EDATA时，我们在S侧操作EDATA时，其对应的地址为0x0D0xxxxx，NS侧操作EDATA时，对应的地址为0x090xxxxx。

2. 因为CubeMX生成的默认工程中，将NSC区域定义在bank1的最后的8K空间中，但是现在bank1的最后48K被用于EDATA了，所以我们需要通过调整S侧工程的ld文件，将NSC区域的位置调整到Bank1的尾部48K之前去，修改代码如下高亮部分所示：

3. 在TrustZone结构中操作EDATA区域时，要遵循EDATA区域的保护规则，如下表所示，S侧操作EDATA时，需要开启SecBB的保护，NS侧操作EDATA时，则不能有SecBB的保护。

▲ 图5. Flash High-Cycle的保护

以下是为Bank1的全部48KByte的EDATA区域使能SecBB保护的示例代码：

FLASH_BBAttributesTypeDef FLASH_BBAttributesStruct; 
FLASH_BBAttributesStruct.BBAttributesType = FLASH_BB_SEC; 
FLASH_BBAttributesStruct.BBAttributes_array[3] = 0xFF000000; 
FLASH_BBAttributesStruct.Bank = FLASH_BANK_1; 
if(HAL_FLASHEx_ConfigBBAttributes(&FLASH_BBAttributesStruct) != HAL_OK) 
{ 
    Error_Handler(); 
}

特别要注意的是，SecBB的配置需要在安全侧完成，下图是SecBB寄存器的访问规则，并且SecBB的范围不能和Flash Watermark有重叠。

▲ 图6. SecBB寄存器的访问条件

2.3. 其他注意事项

1. 如果程序中开启了ICACHE，还需要为EDATA区域设置MPU的保护。

以下是设置MPU的示例代码：

void MPU_Config(void)
{ 
    MPU_Attributes_InitTypeDef attr; 
    MPU_Region_InitTypeDef region; 
    /* Disable MPU before perloading and config update */
    HAL_MPU_Disable(); 
    /* Define cacheable memory via MPU */ 
    attr.Number = MPU_ATTRIBUTES_NUMBER0; 
    attr.Attributes = 0 ; 
    HAL_MPU_ConfigMemoryAttributes(&attr); 
    /* BaseAddress-LimitAddress configuration */ 
    region.Enable = MPU_REGION_ENABLE; 
    region.Number = MPU_REGION_NUMBER0; 
    region.AttributesIndex = MPU_ATTRIBUTES_NUMBER0; 
    region.BaseAddress = EDATA_USER_START_ADDR;
    region.LimitAddress = EDATA_USER_END_ADDR;
    region.AccessPermission = MPU_REGION_ALL_RW;
    region.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; 
    region.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    HAL_MPU_ConfigRegion(®ion); 
    /* Enable the MPU */ 
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

2. 编译顺序：TrustZone架构中，需要先编译S工程，然后再编译NS工程；但下载不区分先后顺序。

2.4. 选项字节的配置

除了代码有安全的配置外，对于TrustZone架构中，芯片的选项字节同样也要有对应的配置。

1. 使能TrustZone