板级 Bring-up 与验证清单（AHRS 航姿板）¶

用途：样片（打样）回来后的「上电 → 点亮 → 逐传感器验证 → 融合输出 → 收口」全流程清单。 用法：板子在路上时把第 1 节先备好；样片一到，按 2→10 节逐项打勾。 适用：本项目 STM32H743VIH6 航姿解算板（TFBGA100，有源 24MHz 晶振）。

1. 上电前准备（板子在路上就能做）¶

• 复查板厂文件：BOM、坐标、丝印、封装（TFBGA100 0.8mm 间距）、极性元件（电解/钽电容、二极管、UM982 模块方向）。
• 工具就位：
• 调试器：ST-Link V3（或 Nucleo 板载 ST-Link 飞线到本板 SWD）。
• 仪器：万用表、示波器、逻辑分析仪（抓 SPI3/DRDY）、USB-UART 转接（UM982 460800）。
• 限流直流电源（上电防短路用）。
• 软件就位：
• Keil uVision 工程（15 个手写源已补齐，可全量编译/链接，产物 .axf/.bin）。
• ST-Link 驱动 / OpenOCD 备选烧录通道。
• 资料打印在手边：
• 引脚映射表（《引脚映射表_整合版.md》§C）。
• 《航姿板-底板_SPI3通信协议.md》v2（68B 常驻帧）。
• 本清单 + SIL 结果基线（姿态真值/CRC 全对）。

2. 第一次上电（最危险，慢动作）¶

• 目视检查：虚焊、连锡、反向、缺件；尤其 TFBGA100 四角与中心地焊球。
• 短路测试：万用表二极管档测 VCC↔GND，确认无短路（短路绝不上电）。
• 限流上电：电源设 3.3V、限流 ~100mA，缓慢上电，观察电流。
• 测各电源轨：
• 数字 3.3V（MCU / 传感器 IO）
• VCORE 1.2V（MCU 内核，由内部 LDO 出）
• 传感器供电（IMU/MAG/BARO 的 3.3V 或 1.8V，依各自 LDO）
• UM982 供电（3.3V 或 5V，依模块要求）
• 复位 / BOOT0 电平正常（BOOT0=0 进用户闪存）。
• 摸温：上电 10s 内芯片明显发烫 → 立即断电排查。

一切正常才进入调试；任何异常先回到短路/电源/焊接排查，不要急着烧程序。

3. 连通调试器（SWD）¶

• 接 SWDIO / SWCLK / NRST / GND（注意本板 SWD 引脚，见引脚映射表）。
• Keil → Options for Target → Debug → 选 ST-Link Debugger → Settings → 确认识别到芯片（H743 器件 ID）。
• 能识别 = MCU 上电正常 + HSE 24MHz 有源晶振起振 + 内核跑起来了。
• 识别不到 → 查电源 / 晶振 / NRST / 焊接 / SWD 接线。
• 先只读不烧，连上后看芯片温度/ID 稳定，再继续。

4. 第一次下载与启动¶

• Keil Download（或 ST-Link Utility / OpenOCD）烧 .axf。
• 不要直接 Run：先在 main() 入口设断点，单步确认 SystemInit → 时钟树 → MPU_Config → D-Cache 使能 通过。
• 跑起来后看是否进入 HardFault_Handler（抓法见 验证策略总览 §L2 / Keil Simulator 与下方第 9 节）。
• 若 HardFault，优先查：栈溢出（加 startup 里 Stack_Size）、未初始化指针、除零、非对齐访问。

5. 固件层验证（逐传感器 init）¶

SIL 已验逻辑，这里验真硅总线。对照 SIL 的 err_mask，每路 init 后打印 WHOAMI/PROM：

• 每路失败 → 查对应总线：SPI 片选/时钟极性(CPOL/CPHA)、I2C 上拉/地址/速率、UART 波特率/接线/电平。

6. 融合与输出验证¶

• 静置板子：ESKF 输出姿态应稳定（roll/pitch≈0，yaw 缓慢漂移），无 NaN/Inf（串口或 AA55 帧里看）。
• 缓慢转动板子：姿态跟随运动，无跳变、无发散。
• SPI3 从机输出：底板（或逻辑分析仪）读 68B 常驻帧，CRC16-CCITT 通过；DRDY=PC5 有脉冲。
• 前提：.ioc 已把 SPI3 改为 SLAVE + Mode3（用户已于 2026-08-17 在 CubeMX 改好，Keil 显示 SPI_MODE_SLAVE + SPI_PHASE_2EDGE）。
• FDCAN：若有 CAN 收发器，验 AA55 帧能发出（FDCAN 路径在固件中保留为备份）。

7. 本项目特有查缺（来自已知坑）¶

• D-Cache / DMA 一致性（必查）：
• unicore_um982.c 的 d->dma_buf 由 DMA2_Stream6 写入，CPU 在 IDLE 中断里读；main.c 的 MPU_Config 只有 4GB 默认区、无专划 non-cacheable DMA 区。
• 若 D-Cache 开启且 dma_buf 落在可缓存 RAM → CPU 可能读到陈旧 NMEA 数据。
• 解法（二选一，详见第 8 节）：①MPU 划 non-cacheable 区专放 DMA 缓冲；②IDLE IRQ 读 dma_buf 前加 SCB_InvalidateDCache_by_Addr()。
• SPI3 主从方向：已从 SLAVE 实现；板回确认 MISO(PC11) 出数（本板出 → 底板入）。不出数先查 .ioc 的 SLAVE+Mode3 是否生效。
• SPI6 BDMA / SRAM4：IIM-42652+RM3100 走 APB4，当前驱动是轮询（HAL_SPI_TransmitReceive），未用 BDMA；将来上 DMA 才需补 SRAM4(0x38000000) 区与 BDMA 配置。
• 1000 Hz 实时性 / 栈深度：ESKF+浮点，默认栈可能偏紧；若 HardFault，先加 startup 里 Stack_Size。
• 加热 PWM（PD14/TIM4_CH3）+ NTC（PA1/2/3）：ins_thermal 的 NTC 参数（10k/B3950/10k/45℃）为占位，需按实物标定。
• 底板 SPI3 主机侧 68B 帧解析：航姿板从机已就绪；若另做底板固件，需按协议文档实现主机解析。

8. 实操：如何确认是否踩到 D-Cache 一致性坑¶

• 上电跑 UM982，对比「DMA 收到的原始 NMEA 字节」与「CPU 解析到的字符串」是否一致。
• 偶发丢字节 / 错位 / 校验失败 → 高度疑似缓存一致性。
• 在 um982_uart_irq_handler 读 dma_buf 之前加：

  SCB_InvalidateDCache_by_Addr((uint32_t*)d->dma_buf, sizeof(d->dma_buf));
  

  再加回比一次：若加上就正常 → 确认是缓存问题，把该行固化。
• 更彻底的做法：MPU 划一块 non-cacheable 区专放 dma_buf 与 board_spi3_slave 的 g_dma_buf，从根上避开。

9. L2 指令级仿真（不依赖板子，现在就能做）¶

• ⚠️ Keil 内置 Simulator（Use Simulator）对 STM32H7 不可用（2026-08-17 实测纠正）：Use Simulator 会抛 error 65: access violation at 0x5802480C（PWR/RCC 未建模）；MAP 命令只能屏蔽报错，之后 SystemClock_Config 的 while(时钟未 ready){} 因读到全 0 而死循环（CPU 空转、按钮变灰、卡在 system_stm32h7xx.c）。结论：此路走不通，不要把时间耗在调 Keil Simulator 上。
• L2 指令级仿真（二选一，替代 Keil Simulator）：
• （推荐）真板回来后 SWD + HardFault 分析器：最可信，直接抓真芯片上的软件崩（空指针/栈溢出/坏函数指针）。
• Renode 建模 STM32H743 跑真 .elf（对 H7 建模比 Keil Sim 完整，但仍需建模 SPI/I2C 等 7 外设，工作量较大）。
• 软件/算法/协议层验证已由 gcc-SIL（见 SIL_PC实战）覆盖并通过，无需仿真器。

10. 收尾¶

• 全过 → 进入 HIL / 与底板联调（SPI3 主机侧、CAN 闭环）。
• 任何异常 → 记日志，区分：
• 逻辑错（应回 SIL 复现/修）→ 算法/协议层。
• 硬件错（时序/电源/SI/缓存）→ 真硅层，对照本节第 7、8 节。
• 把本次 bring-up 的「踩坑与对策」回填本清单，作为下版硬件的预习。

附：普适 STM32H7 Bring-up 速查（脱离本项目也适用）¶

1. 电源 → 时钟 → SWD → 闪存 → 外设 严格分层，前一层不稳不进后一层。
2. 先保活，再保功能：能连 SWD、能烧录、能跑到 main，比任何传感器读数都重要。
3. D-Cache 是 H7 头号隐形坑：凡 DMA 缓冲被 CPU 读，要么放 non-cacheable 区，要么读前 SCB_InvalidateDCache_by_Addr，写后 SCB_CleanDCache_by_Addr。
4. HardFault 先查栈：H7 默认栈不一定够 1000Hz+浮点+RTOS，优先加 Stack_Size。
5. 每个外设先 WHOAMI/PROM 再功能：能读到正确 ID 才说明总线（CS/地址/速率/极性）基本对。