STM32写RAM时间过得很慢超慢, 为什么?

点击联系发帖人 时间：2019-07-16 02:31

时间过得很慢

将STM32运行代码将装入RAM中运行至今沒有完整而详细文档和实现代码，我在完善maple、hal 构架的STM32 ARDUINO过程中根据点滴零碎和有限资料，终于弄明白的其中的奥妙现在把关键部分在此姠坛友作个介绍。

问题一、为何要将运行代码装入STM32的RAM中运行

B：偶尔用一下代码，如果装入flash用后不擦写干净则将永久占据这个空间，而擦写则磨损flash缩短使用寿命如果对付很多不确定却频繁这样操作显然对芯片是个考验，而ram则不同要用那个功能就装入那个功能的代码，ram鈳反复读写而不影响寿命如我们调试一段程序，需要反复改有些需要反复试，显然每次将其放入ram运行是个好主意；

C：留给ST自己检测用囷自家（包括合作大用户）的产品上用（猜测）

猜想 a： ST公司在芯片检测时，大部分的检测代码全部是放在ram中运行的早期的mcu包括arm芯片的擦写次数并不多，如刚推出的LM系列有报道极端的情形有玩家数十次甚至数次擦写就死翘翘了；我想ST公司的产品也是如此，早期的手册上嘚寿命才写1000次如果几十道工序对每个作个检查，这种一次性行为都写到flash中运行代码既不必要，也不经济（降低了产品率）；
猜想b：为叻自家产品不被轻易的仿制代码不会轻易的被人取得，不要看现在的stm32 已经有了很多保护功能早期可没有这么多，这方面都说清楚了給人就多了些手段，因为我们从那些开源的调试器可见通过JTAG(SWD)可以向mcu发出写到某个地址的某个数据，芯片内部的bootloader也能接收这样的指令如写某个地址指定的数据和go某个地址（ram）运行；须知那个时候玩arm的都是高大上要买个调试器是很贵的！如果手册说得太清楚了，自有聪明好倳的把它开源了这是st和那些合作的大用户不愿看到的。

问题二、STM32能运行RAM中的代码吗

这显然不是问题，我们在keil中已经这样在ram中调试了stm32吔支持在ram中运行代码，这是ST手册关于启动的：

它告诉我们boot1/boot0 开机电平的高低决定了mcu从那里开始执行程序：
11 这个启动模式是我们要关注的，僦是从内部ram运行代码；内部ram地址是： 0x；
对于上述表3中列举的三种启动方式下面的说明还向我们表明了：

A 对应到各种启动模式的不同物理哋址将被映像到第0块(启动存储区)；B 即使被映像到启动存储区，仍然可以在它原先的存储器空间内访问相关的存储器C CPU从位于h开始的启动存儲区执行代码。上述三个说明让我脑洞大开，先用我们通俗一点的不是太专业的深刻理解一下：

A 就是说如果是00/10 用户内存存储器启动模式，flash地址0x开始只读存储器映射到了0x地址开始而11内部SRAM启动则0x开始的SRAM映射到了0x地址开始。
B 在00/01启动模式下仍可读写执行0x08xxxxxx中的数据和代码，并囷读写执行0x00xxxxxx是一回事；在11启动模式下仍可读写执行0x20xxxxxx 并和读写执行0x00xxxxxx是一回事；也就是说：

编译连接的运行是一样的(ram运行类似)；

C 总是从0x启动，只不过如果flash启动，则也可从0x开始；而SRAM启动则也可从0x开始运行；

（以上所说的启动地址是指中断矢量表开始地址，实际第一个pc地址是表中系统复位矢量RESET所指向的位置）

好奇问题三，为何我们找不到一个例子把IROM开始地址直接写成0x

这样能准确的连接和运行吗？
回答是肯萣的因为我们一试就知道了；

问题四：这样做存在什么问题及限制？

这就是官方没有提供这样做例子的原因也就是我没有看到有人这樣做的原因：
A 烧写文件如果是带地址的如.hex和.dfu；，这个文件烧写时开头地址变成了0当不在运行模式，0地址开始既没有flahs也没有sram无法烧入；
泹我们知道，还有个 .bin格式的二进制文件可以在使用stlink或jlink烧写时指定地址，选0x（flash运行）还是 0x（ram运行）；

问题五：现在我们回到ram运行问题代碼放入ram有什么限制和不足？这到是简单了:

A 显然ram是易失性，刚上电时里面本没有东西，即使是我们可以用stlink或jlink将代码装入但每次要运行，先用slink或jlink装入麻烦一点；
B RAM容量远小于flash，代码用用掉一些剩下能放数据的也就少了，因此装入一些小程序或对部件一个一个调试。
C 对於AB如 F103ZET6的有些板子，还外扩了512k或1024k外部Sram；而F4、sram有64k、 128k、196kF746 有320k，即使是大程序都可以调试；至于装入看红牛等板子的例子，可以用个小程序（峩将它称为用户化bootloader）我们可以从nand/nor/spiflash甚至sd卡上装入并运行；

问题六：还有个问题，为什么至今ST公司都在mcu上保留了问题二中的 11模式（ram）运行

許多博客、资料总是重复了手册上的一句话，sram启动就没有下文了，还有吐槽一下：ST给我们一个没有用的鸡肋这没有用；许多板子干脆紦boot1直接接地了。boot1 直接接地我们仍可以从ram中执行代码，撇开用户自己的bootloader装入并跳转外我们直接用jlink、stlink在调试时是可以设定栈地址、pc地址和跳转的，从这个角度看确实看是没有用的；
但我就弄不明白：那么为什么至今ST公司都在mcu上保留了sram启动运行模式使用这个模式一定可以达箌通常做不到的事！下面是我的第一个应用：

问题七：我们能否做成个执行代码，即可用于flash烧写或直接运行也可装入sram临时用一下？

先说結果：可以生产这样的二进制执行文件：即可烧入flash运行也可装入SRAM临时用一下！
先看一下官方示例 Sram运行设置：

这是我的试验，在11模式启动時SRAM映射地址，在SRAM模式启动运行也是正确的；

C B模式的代码显然也不能烧入flash运行因为：当flash映射时，地址0x 长度为0x8000（32k）为数据段IRAM1这显然是错誤的，因为这区域不可写！

即将A中的代码段IROM1地址改变而数据段IRAM1不变：

这将变成无论是flash总的代码还是sram中的代码，根据启动模式的不同IRAM1始終指向绝对地址0xx这个sram物理地址是可读写的，而运行代码总是0xx这是映射地址也是正确的。
这样的配置无论怎样都能正确运行，而区别只昰装入时根据不同的启动模式采用用不同的绝对地址执行文件是同一个。

（注：在我的下一个版本的 STM32 HALMX ARDUINO中有个开发者版本，内含了ram调试嘚生成、装载和运行一键完成，正在最后调试中）

顺便说一下使用GCC（如arduino），则是在连接配置文件 *.ld中用：（RET6为例）

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不明白你为什么要这么做据说STM32的代码在Flash运行的效率要比在RAM运行的效率高。相必楼主是沿用了TI的DSP軟件编程思路吧

助理工程师, 积分 1856, 距离下一级还需 144 积分

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首先要确定代码连接的位置，即在编译连接的時候要确定代码的位置是在RAM中。
还有就是跳转的方法不对STM32的0x位置存的不是代码，而是主堆栈的初始值代码的起始位置是存储在0x这个單元的，要把0x这个单元的内容赋值给PC就行了跳转前先把主堆栈初始化，再跳转过程大概如下：

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自从51后就没碰过了Keil了~从昨天下午叒开始再次使用Keil MDK~不过这次是for ARM的~前几天的STM32W108调试统统是在IAR上进行的~

刚在STM32F103ZE-EK上进行了一个例程的调试~就发现原来更有方法在RAM中进行代码调试的配置~鉯前在IAR中知道有个iar- cfg.icf文件是关于存储分配的~貌似也可以如此~不过没实际操作过不敢下结论~索性就在Keil下来了个尝试~比较坎坷~也学到不少东西~

废話少说进入正题~（Keil4下的画面~这个配置的方法跟是3一样~）

1.先给个CPU的数据，需要注意的是三个红圈的地方架构，型号Flash和SRAM大小~如图1

1）勾上鈳以用微库，减小生成代码的大小

23）分别定义ROM区位置及大小和RAM区位置和大小。在这里需要说明的是Cortex-M3的架构有4G的寻址空间，而Flash的起始地址在0xRAM地址在0x，在这里进行了第一次相关地址的更改~如图2

强调一下Name of Executable吧~这里默认的应该是project的名字我习惯改成output~而且这与编译后产生的*.axf和*.sct文件洺字都有关联~没勾选HEX~感觉选了也没用~写到SRAM中的是。。见图3

6.C/C++ Label~貌似都没啥说的我后面就不用写了~再同上。。~

最上边打上勾~是这效果~不打勾~就反白了~然后呢~呵呵~慢慢说来~

先说说打勾的时候如图4~非人为操作~你什么都不用管了~（很多人会发现~新建的项目~刚开始的时候下面的Scatter File后嘚内容是空的~当你把这勾去掉后会自动出现~然后随你勾与不勾~就都是存在的了~不过此时还只是个影子~没有实际的文件~什么时候出现这个文件呢~法一：自然你可以自己写~呵呵~法二：在出现影子后打上勾编译一次，此文件就产生了~在output的文件夹里~马上后文还会有对此文件内容的介紹~）

再说说不打勾的时候会反白一些内容~如图5需要修改两个地方~

再来看看~output.sct文件内容~如图6~6行内容是ROM的地址和大小~11行事RAM的地址和大小~很是一目了然吧~内容根据Target自动生成的~不需要手动修改~

分成几部分，原界面和Setting界面

再说说这个CouRAM.ini文件~内容如下~如图8~有注释~

首先LOAD output.axf~加载启动代码到RAM~关关于hexbin文件和axf的关系~是在axf中存有Debug需要的一些调试语句~所以这文件与前 2者内容上是不相同的~前两者属于其子集的关系~（这里的output.axf名字对应了我们上邊设定的output的文件名设定~此文件在output 中设定的文件夹下生成~跟output.sct在一起~）从文件内容可以看到~中断向量表已经被映射到0x，PC也指向了 0x~说明在RAM中进行調试时理论上可以的了~

2）进入setting如图9~首先要选对interface~有时候莫名其妙的会在keil死机后（我调程序总是把Keil弄挂了~真不是为何~难道说他是Keil~而我是Killer么~哈哈）~一定要注意~不然容易出现J-Link连接失败的效果~

3）Trace label不用调整~默认就可以~如果需要使用~记得算好了选用的时钟Core Clock~这里是指PLL后的~

4）然后进入了Flash Download label如图10~Flash嘚擦写有规矩~需要在有内容的情况下擦出一个扇区后方可写入，而此时的RAM自然不必要这样做~然后RAM for Algorithm需要改下~接着需要点击add添加Flash编程算法（我還不会写这算法不过大概看了下，就是麻烦点的一堆调用和设置）~接着进入了选择界面~如图11

在这里选择好属于自己的芯片Flash大小~我的这个挺大的~512K呢~呵呵~

add后还需要再更改最后一行红线上的内容~此时需要先点一下刚选好的变成算法就会反白可编辑~然后编程算法会自动更改其自身嘚地址~

到此为止~这一天半的RAM调制研究之旅的总结画上了一个圆满的句号~

需要提醒大家注意的几点是：

1.Debug开始后~不要点reset~因为这样后走的就是Flash的程序了~容易造成调试问题~结果是产生keil被kill掉的PC错误~

2.重新启动开发板后一定要build target 一次~或者rebuild all一次再烧写程序~不然~很容易同上~原因是不太清楚~希望有囚能告诉我~呵呵~

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