Обновил в проекте библиотеки CMSIS до 1.1.0, в которых включен Prefetch Buffer, после чего откомпилированная прога стала странно себя вести: загружаться через раз и работать с глюками.
Особенность проекта в том, что он запускается с 0x08020000 флэша (адрес указан линковщику в свойствах проекта), собирается в Keil'е. При выключении в system_stm32f4xx.c Prefetch Buffer (комментим FLASH_ACR_PRFTEN |) все работает как часы (как и до обновления библиотек).
С чем это может быть связано?