我的微控制器何时使用我的闪存或 RAM？

Question

我目前正在 Atmel SAML21J 微控制器上开发嵌入式应用程序，我有 256KB 闪存和 40KB SRAM 存储器。当我在 MCU 上编写我的应用程序时，我收到以下消息：

Program Memory Usage     66428 bytes    24,6 % Full
Data Memory Usage     29112 bytes    71,1 % Full

这似乎意味着即使在我开始运行我的代码之前，我已经拥有 71% 的完整 RAM。

我想知道以下几点：

• RAM 中定义了什么，Flash 中定义了什么？

• 我可以做些什么来使用更多的闪存（即只有 24% 已满）来节省 SRAM 上的空间，以及如何做？

• 我看到了一个“.ld”文件，它指定了我的堆栈大小：如果我将其设置得更高，它会在 RAM 中留出更多空间吗？
• 在这个 .ld 文件中，内存（闪存 + SRAM）是否被视为一个唯一的内存实体？ （意思是SRAM的地址开始和flash的结束，例如？）

即使我阅读了很多关于这个主题的东西，这对我来说仍然是阴暗的，如果你们能在这方面启发我，我将不胜感激。 谢谢。

Answer 1

1. 放置（定义）的位置和内容：

   • 堆栈（放置在堆栈中的局部变量）、所有全局变量、使用特殊关键字指定的函数（例如，__ramfuc 用于 IAR）从 RAM 运行 - 放置在 RAM 中。
   • 所有函数（运行的地方没有区别）、所有常量、变量初始化值都放在 Flash 中。值得一提的是，对于 AVR，您需要使用关键字 PROGMEM 将任何常量放入 Flash（函数不需要），而对于 ARM，关键字 const 就足够了。

2. 为了节省 RAM 空间，您可以（按有效性排序）：

   • 在 Flash 中放置大表和文本常量（也包括调试消息）
   • 合并全局缓冲区（使用联合）并将其用于不同时间的不同任务
   • 减少堆栈大小，堆栈溢出可能会出现问题 - 因此您必须减少函数嵌套
   • 对全局标志使用位掩码而不是字节

3. 如果您增加堆栈大小：由于堆栈放置在 RAM 中，因此您会增加 RAM 使用率。

4. Flash 和 RAM 存储器具有不同的地址范围，因此从 .ld 文件 您可以通过链接器知道每个变量或函数的对齐位置：

   /* Memories definition in *.ld file */
   MEMORY
   {
       RAM (xrw)       : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
       ROM (rx)        : ORIGIN = 0x8000000, LENGTH = 1024K
   }
   /* Sections */
   SECTIONS
   {
       /* The program code and other data into ROM memory */
       .text :
       {
           ...
       } >ROM
   }
   

   我们有：

   • 128Kb 的 RAM 地址范围 [0x20000000, 0x2001FFFF]
   • 1Mb 的 Flash 地址范围 [0x08000000, 0x080FFFFF]
   • 以及如何将部分text 放置到闪存中的示例。

   成功编译项目后，您可以打开文件./[Release|Debug]/output.map查看每个函数和变量的放置位置：

    .text.main     0x08000500       0xa4 src/main.o
                   0x08000500                main
    ...
    .data          0x20000024      0x124 src/main.o
                   0x20000024                io_buffer
   

   函数main放在Flash内存中，全局变量io_buffer放在RAM内存中。