📚 课程目录第4章配置TZPC外设控制器

4. 配置TZPC外设控制器

任务目标

在STM32H5系列（或集成TZPC的STM32 TrustZone器件）上，通过配置TZPC外设控制器，将指定外设（如USART、GPIO端口）标记为安全属性，使非安全世界（Non-secure）无法访问这些外设。本案例聚焦TZPC的寄存器级配置，不涉及操作系统或完整安全启动流程。

必要环境与依赖

硬件：STM32H563 Nucleo板（或任何带TZPC的STM32H5系列）
软件：STM32CubeIDE 1.15+，或任何支持ARM GCC的IDE
依赖：CMSIS设备头文件（stm32h563xx.h），由STM32Cube包提供
调试：板载ST-Link，用于观察寄存器值

核心实现

TZPC外设控制器通过一组32位寄存器控制外设的安全/非安全属性。每个寄存器位对应一个外设实例。关键寄存器为TZPC_RPR（外设安全配置寄存器），位为1表示安全，0表示非安全。复位后所有外设默认为安全属性。

以下代码将USART1和GPIOA配置为安全外设，并验证配置结果：

#include "stm32h563xx.h"

void TZPC_Init(void) {
    // 1. 使能TZPC时钟（通过RCC）
    RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_TZPCEN;

    // 2. 解锁TZPC配置寄存器（写0xC3A5C35A到TZPC_CR）
    TZPC->CR = 0xC3A5C35A;

    // 3. 配置外设安全属性
    //    RPR寄存器位映射（以STM32H5参考手册为准）：
    //    bit0: USART1, bit1: USART2, ..., bit16: GPIOA, bit17: GPIOB
    //    将USART1(bit0)和GPIOA(bit16)设为安全（写1）
    TZPC->RPR = (1U << 0) | (1U << 16);

    // 4. 锁定配置（写0x0F0F0F0F到TZPC_CR）
    TZPC->CR = 0x0F0F0F0F;
}

// 验证函数：读取配置并返回安全状态
uint32_t TZPC_CheckSecure(void) {
    // 读取RPR寄存器，检查USART1和GPIOA位
    uint32_t rpr_val = TZPC->RPR;
    uint32_t usart1_secure = (rpr_val >> 0) & 1U;
    uint32_t gpioa_secure = (rpr_val >> 16) & 1U;
    return (usart1_secure << 0) | (gpioa_secure << 1);
}

int main(void) {
    // 初始化TZPC
    TZPC_Init();

    // 验证配置
    uint32_t status = TZPC_CheckSecure();
    // status bit0=1表示USART1安全，bit1=1表示GPIOA安全

    while (1) {
        // 空循环，可在调试器中观察status值
    }
}

运行与验证

在STM32CubeIDE中创建新项目，选择STM32H563ZI芯片。
将上述代码复制到main.c中，替换默认生成的代码。
编译并下载到开发板。
在调试模式下，将status变量添加到Watch窗口。
单步执行到while(1)处，观察status值应为0x03（二进制11），表示USART1和GPIOA均被配置为安全属性。

通过条件：status == 0x03，且TZPC->RPR寄存器读值为0x00010001（bit0和bit16为1）。

常见问题

RCC使能失败：确认RCC_AHBENR_TZPCEN宏在当前设备头文件中存在；若编译报错，检查是否包含正确的设备头文件。
寄存器位映射错误：不同型号的TZPC位映射可能不同，务必查阅对应参考手册的TZPC章节确认外设对应的位号。
非安全访问验证：若需验证非安全世界无法访问，可在非安全代码中尝试访问USART1寄存器，应触发总线错误（HardFault）。