?一、片內(nèi)RAM用完了？

曾有兩個(gè)不同的STM32用戶(hù)反饋了相似的問(wèn)題，他們?cè)趯?duì)STM32F7Cube庫(kù)里的工程例程進(jìn)行編譯時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人很不解的事。編譯的結(jié)果提示芯片內(nèi)的RAM幾乎都耗光了。但以他們對(duì)工程基本功能的了解，按理說(shuō)不應(yīng)該那樣，想知道是怎么回事。

具體情況是這樣的：他們先在STM32CubeF7的固件庫(kù)里打開(kāi)了一個(gè)有關(guān)lwip應(yīng)用的工程示例。比如下面目錄處的一個(gè)工程，使用ARM MDK進(jìn)行編譯。

STM32Cube_FW_F7_V1.15.0ProjectsSTM32746G-DiscoveryApplicationsLwIPLwIP_HTTP_Server_Netconn_RTOSMDK-ARM。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)編譯結(jié)果提示片內(nèi)RAM的空間已經(jīng)基本用完了。但感覺(jué)應(yīng)該用不了那么多RAM內(nèi)存?？蛻?hù)還想添加自己的其它用戶(hù)程序，還需使用RAM呢。

打開(kāi)相應(yīng)軟件工程，使用ARM MDK進(jìn)行編譯，發(fā)現(xiàn)編譯結(jié)果跟客戶(hù)反饋的一致。

從編譯結(jié)果來(lái)看，感覺(jué)RAM真的被用去了320多K，那RAM用到哪里去了呢？打開(kāi)對(duì)應(yīng)的MAP文件進(jìn)一步查看，可得到如下數(shù)據(jù)。

先看看芯片內(nèi)部RAM情況。目前使用的芯片是STM32F746NG，查看其數(shù)據(jù)手冊(cè)可知其內(nèi)部系統(tǒng)RAM容量為320KB【1KB=1024B】,分別由如下三塊RAM區(qū)域組成，各區(qū)域容量及地址范圍如下：

結(jié)合編譯結(jié)果和上面數(shù)據(jù)信息來(lái)看，貌似RAM真的用完了。既然這樣，只好硬著頭皮繼續(xù)查看MAP文件的其它細(xì)節(jié),?看看RAM到底消耗在哪些地方去了。后來(lái)發(fā)現(xiàn)在某個(gè)地址段有個(gè)巨大的PAD補(bǔ)丁填充區(qū)。

即從0x2000fd08到0x2004bfff這段區(qū)域，共246,520Bytes【即上圖?黃色區(qū)域所指】。

一般來(lái)講，代碼編譯后產(chǎn)生的PAD補(bǔ)丁塊往往是因?yàn)榈刂穼?duì)齊方面的原因?qū)е碌囊恍┎槐闶褂玫牧闵?nèi)存碎片，正常來(lái)講，?這些補(bǔ)丁塊不會(huì)大面積的集中在一起。

比如使用下面結(jié)構(gòu)體變量的時(shí)候會(huì)插入padding.

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但這里提示的補(bǔ)丁塊也太大了，高達(dá)200多KB而且是連續(xù)空間！感覺(jué)是哪里誤會(huì)了。從分析來(lái)看，初步判斷這個(gè)PAD區(qū)間應(yīng)該還是可以被用戶(hù)使用的。于是嘗試在現(xiàn)有代碼里隨意增加一塊16KB的RAM有效使用量，編譯一切正常，編譯后顯示的內(nèi)存用量結(jié)果跟之前幾乎一模一樣，依然顯示RAM用完了。

但通過(guò)查看MAP文件，可以發(fā)現(xiàn)上面提到的那個(gè)大補(bǔ)丁塊空間也隨之減小了16KB。顯然，RAM并非真正用完了，只是編譯器把它當(dāng)作類(lèi)似對(duì)齊原因?qū)е碌难a(bǔ)丁塊了。現(xiàn)在問(wèn)題是，怎么會(huì)被編譯器誤判成這么大的一個(gè)補(bǔ)丁塊呢？

進(jìn)一步查看MAP和部分代碼源文件，我們可以發(fā)現(xiàn)有一塊RAM區(qū)域，即芯片內(nèi)的SRAM2區(qū)域被用戶(hù)使用attribute關(guān)鍵字自行做了內(nèi)存使用分配了，即這塊內(nèi)存空間不是交給編譯器安排的。【下圖中綠色方框內(nèi)的內(nèi)存分配】

結(jié)合上面的分析，那個(gè)巨大的pad區(qū)域正是經(jīng)編譯器分配使用到的RAM空間的?末尾地址開(kāi)始?到SRAM2起始地址【0X2004C000】之前的那段空間。

這里讓人想到一個(gè)地方，那就是MDK IDE選項(xiàng)配置中Target配置的這個(gè)地方：

這里片內(nèi)RAM配置是這樣的，意味著從0x20000000到0x2004ffff的全部RAM空間交由編譯器分配管理。

而在實(shí)際應(yīng)用代碼中，編譯器從0x20000000開(kāi)始分配內(nèi)存，而SRAM2區(qū)域則由用戶(hù)自行安排使用的。這樣的話(huà)，經(jīng)編譯器所分配所用到的RAM內(nèi)存末尾到0x2004BFFF這段未用區(qū)域被視為了pad區(qū)域?？磥?lái)只是誤會(huì)一場(chǎng)。

那如何消除這個(gè)誤會(huì)呢？我們可以將上面的內(nèi)存配置項(xiàng)稍微修改下，讓SRAM2區(qū)域不再讓編譯器分配管理，這樣就避免了編譯器分配的內(nèi)存末尾到SRAM2區(qū)域起始地址的這段空間被視為補(bǔ)丁區(qū)。像下面一樣修改：

這樣修改后再做編譯，結(jié)果如下，不再給人RAM都用光的感覺(jué)了，只用到70多KB的片內(nèi)RAM。

??二、Flash編程算法用不了？

用人使用STM32F7開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)編譯時(shí)找不到合適的Flash算法文件，或者M(jìn)DK自帶的現(xiàn)有FLM文件用不了。具體情況是這樣的：

有人使用STM32F750V8開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，編譯完畢后欲進(jìn)行下載調(diào)試，結(jié)果沒(méi)法完成程序下載，提示FLASH下載錯(cuò)誤。

檢查了各個(gè)配置后，懷疑FLASH算法文件是否有問(wèn)題。

打開(kāi)MDK選項(xiàng)配置里flash_download的編程配置頁(yè)面，那里已經(jīng)添加了相關(guān)FLASH編程算法文件。

不過(guò)，如果使用STM32芯片做過(guò)開(kāi)發(fā)的人可能比較容易發(fā)現(xiàn)有個(gè)地方有點(diǎn)刺眼，就是起始地址那個(gè)地方。用過(guò)STM32F0/F1/F4等系列的人可能比較容易發(fā)現(xiàn)，那個(gè)FLASH起始地址一般是在0x8000000這個(gè)地方，這里卻是0x00200000。我們?cè)倏纯碝DK選項(xiàng)配置有關(guān)內(nèi)存分配的那個(gè)地方，如下圖所示：

這里的片內(nèi)FLASH默認(rèn)起始地址卻是0x8000000。顯然這里跟FLASH編程算法文件的起始地址定義不一致，初步判斷應(yīng)該是這個(gè)地方導(dǎo)致的問(wèn)題。

到此，我們有必要看看STM32F7的相關(guān)技術(shù)手冊(cè)了關(guān)于內(nèi)部FLASH地址分配的內(nèi)容。下圖是STM32F750片內(nèi)主從外設(shè)及總線(xiàn)的框架圖，對(duì)于片內(nèi)FLASH，CPU可以有兩條總線(xiàn)通路訪(fǎng)問(wèn)它，一條是通過(guò)AXIM接口，經(jīng)過(guò)AXI-AHB橋以64位總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)，另一條是通過(guò)ITCM接口，經(jīng)過(guò)片內(nèi)ART加速器后訪(fǎng)問(wèn)它?！救缦聢D所示】

我們通過(guò)進(jìn)一步查看手冊(cè)，可以得知CPU訪(fǎng)問(wèn)該FLASH區(qū)域時(shí)因使用不同總線(xiàn)接口而安排了不同的地址訪(fǎng)問(wèn)區(qū)域。

從上面表格可以清楚地看到，CPU從不同接口訪(fǎng)問(wèn)FLASH時(shí)其對(duì)應(yīng)地址是不一樣的。通過(guò)AXIM接口訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部flash的起始地址為0x08000000,通過(guò)ITCM接口訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部flash的起始地址是0x00200000.

結(jié)合到上面案例，MDK選項(xiàng)配置中Target頁(yè)面的片內(nèi)FLASH地址安排與Flash算法定義的地址不一致導(dǎo)致程序下載失敗。那么,我們可以將二者的地址及大小調(diào)整得一致，具體根據(jù)實(shí)際開(kāi)發(fā)需求來(lái)調(diào)整，即根據(jù)你希望CPU通過(guò)哪個(gè)接口來(lái)訪(fǎng)問(wèn)FLASH來(lái)做相應(yīng)調(diào)整。

1、如果希望走ITCM接口來(lái)訪(fǎng)問(wèn)，我們就將Target頁(yè)面的FLASH存儲(chǔ)起始地址與FLASH算法文件定義的起始地址都設(shè)置為0x00200000，如下圖所示：

2、如果希望走AXIM接口來(lái)訪(fǎng)問(wèn)，我們就將FLASH算法文件定義的起始地址與Target頁(yè)面定義得一致，這里就是0x08000000.

基于MDK提供的FLASH算法文件我們可以直接修改其起始地址及大小。

比如，如果剛加載進(jìn)來(lái)的算法文件是基于ITCM接口的地址定義，如下圖所示。

我們可以直接基于上面算法文件參數(shù)進(jìn)行起始地址修改，即修改橢圓里的起始地址數(shù)據(jù)，修改完畢后點(diǎn)擊下方的OK按鈕即可。操作如下圖所示：

【注：我所用ARM MDK版本為5.28。】

基于修改后的配置，再進(jìn)行編譯后即可進(jìn)行下載調(diào)試。