Question

我们有一个正在研究的论文项目，他们正试图让外部RAM为STM32F417 MCU工作。该项目正在尝试一些非常耗费资源的东西，内部RAM还不够。

问题是如何做到最好。

当前的方法是将链接脚本（gnu ld）中的RAM地址替换为外部RAM的地址。

该方法的问题在于，在初始化期间，芯片必须在内部RAM上运行，因为FSMC尚未初始化。

它似乎工作但是一旦pvPortMalloc运行我们得到一个硬故障，它可能是由于解除引用虚假地址，我们可以看到变量未在系统初始化时正确初始化（这是有道理的，我猜自内部当它可能应该是时，根本不使用RAM。

我意识到这是一个模糊的问题，但在Cortex M4 MCU（更具体地说是STM32F4）的外部RAM中运行代码的一般方法是什么？

由于

Answer 1

FreeRTOS定义并使用单个大内存区域进行堆栈和堆管理;这只是一个字节数组，其大小由configTOTAL_HEAP_SIZE中的FreeRTOSConfig.h符号指定。 FreeRTOS使用其pvPortMalloc函数在此内存区域中分配任务堆栈，因此这里的主要目标是将FreeRTOS堆区域放入外部SRAM。

FreeRTOS堆内存区域在heap_*.c中定义（heap_3.c除外，它使用标准库malloc并且它没有定义任何自定义堆区域），该变量被调用ucHeap。您可以使用编译器扩展来设置其部分。对于海湾合作委员会来说，这将是：

static uint8_t ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ] __attribute__ ((section (".sram_data")));

现在我们需要配置链接描述文件以将此自定义部分放入外部SRAM。有几种方法可以做到这一点，它还取决于您使用的工具链。使用GCC，一种方法是为SRAM定义一个存储区域，并将".sram_data"的一个部分附加到SRAM区域，如：

MEMORY 
{
    ...
    /* Define SRAM region */
    sram    : ORIGIN = <SRAM_START_ADDR>, LENGTH = <SRAM_SIZE>
}

SECTIONS 
{
    ...
    /* Define .sram_data section and place it in sram region */
    .sram_data :
    {
        *(.sram_data)
    } >sram
    ...
}

这会将ucHeap区域放在外部SRAM中，而所有其他文本和数据部分将放在默认的内存区域（内部闪存和内存）。

一些注意事项：

确保在调用任何FreeRTOS函数之前初始化SRAM控制器/ FSMC（如xTaskCreate）
一旦启动任务，所有堆栈分配的变量将被放置在ucHeap（即ext RAM）中，但全局变量仍然分配在内部RAM中。如果仍有内部RAM大小问题，可以使用编译器扩展配置其他全局变量放置在".sram_section"中（如ucHeap所示）
如果您的代码使用动态内存分配，请确保使用pvPortMalloc/vPortFree，而不是stdlib malloc/free。这是因为只有pvPortMalloc/vPortFree将在ext RAM中使用ucHeap区域（并且它们是线程安全的，这是一个加号）
如果您使用pvPortMalloc/vPortFree使用不同的内存块大小进行大量动态任务创建/删除和内存分配，请考虑使用heap_4.c而不是heap_2.c。使用多个不同的块大小时，heap_2.c存在内存碎片问题，而heap_4.c能够将相邻的空闲内存块组合成一个大块

另一个（也可能更简单）的解决方案是将ucHeap变量定义为指针而不是数组，如下所示：

static uint8_t * const ucHeap = <SRAM_START_ADDR>;

这不需要任何特殊的链接器脚本编辑，所有内容都可以放在默认的部分中。请注意，使用此解决方案，链接器不会明确为堆保留任何内存，并且您将丢失一些可能有用的信息/错误（例如堆区域不适合ext RAM）。但只要你在外部RAM中只有ucHeap并且你的configTOTAL_HEAP_SIZE小于外部RAM大小，那就可以了。

Answer 2

当应用程序启动时，它将尝试通过将数据清零为零来初始化数据，或者将数据初始化为非零值，具体取决于放置变量的部分。使用正常的运行时模型，在调用main（）之前发生。所以你有类似的东西：

1）重置向量调用init代码 2）C运行时初始化代码初始化变量 3）C运行时初始化代码调用main（）

如果使用链接器将变量放在外部RAM中，则需要确保在初始化之前可以访问RAM，否则会出现硬故障。因此，您需要拥有一个为您设置系统的引导加载程序，然后启动您的应用程序....或者更简单地只需编辑启动代码即可执行以下操作：

1）重置向量调用init代码 2）＆gt;＆gt;＆gt; C运行时初始化代码配置外部RAM＆lt;＆lt;＆lt; 3）C运行时初始化代码初始化变量 4）C运行时初始化代码调用main（）。

这样，在您尝试访问RAM之前，RAM就可用了。

但是，如果您只想在外部RAM中安装FreeRTOS堆，那么您可以保持初始代码不变，只需使用适当的堆实现 - 基本上不只是声明一个大的静态数组。例如，如果使用heap_5，那么您需要做的就是确保在执行任何分配之前调用堆init函数，因为堆init只描述了要用作堆的RAM，而不是静态地声明堆。

STM32F4在外部RAM中运行FreeRTOS

2 个答案: