STM32H7 cache dtcm itcm 正确的CACHE管理方式

TCM为紧密耦合内存。特点是与Core运行同频,访问速度快,可以实现0等待访问;而SRAM至少需要等待1 cycle(不同频),Flash就更慢了。缺点是部分DMA没办法访问。

Cache为L1层缓存,访问 sub 0-cycle(比0等待更快),实测会RAM+CACHE比使用DTCM快一丢丢。

最佳配置是RA+WBWA,读分配+写回分配。

简单展开讲讲WB跟WT(直写)的区别。

WB是cpu仅与cache交换数据,cache中数据暂时不同步到sram中;等合适时机(比如操作外设)是再写入sram中。假设对同一变量多次操作,这样可以避免来回在sram中写入数据的延迟(时间局限性)

WT是写的时候同时写cache和sram。效率更低,但没有一致性的问题。

一致性:

多Host情况下会产生cache一致性的问题。例如Core和DMA主机。具体有2种情况:

1,变量a同时位于sram和cache中,配置为WB模式。此时Core修改变量a的值,还未写入sram。若DMA搬运sram中a的地址,则会产生一致性的问题(SRAM数据比较老)。需要在搬运前CleanCache,同步sram;并在逻辑上结束前禁止修改变量a

2. 变量a同时位于sram和cache中,配置为WB模式。此时DMA从外设搬运一值到a,还未同步到cache。此时CPU访问变量a(从cache),会造成一致性的问题(cache数据较老)。需要在搬运后InvalidCache,抛弃现有cache数据,从sram中访问。

各位可以品一下区别。一般来讲,DMA搬出需要clean;搬入需要invalid。

更新:

这里不赘述设备ram、sram、mmio等mpu相关的知识。

除了上面2点,还需要考虑到2点:
1. 当cache满后,cache内的内容会随机回写到ram中。这个会破坏dma接收缓冲区

2. 当接收缓冲区附近的数据被cache时,有一定概率会加载cache缓冲区内的数据(尤其是访问uint8变量时,可能导致旁边的数据被一起cache) 空间局限性

故此,对于接收缓冲区:

需要在传递DMA之前就Invalid Cache;同时之后也需要Invalid Cache。
最简单的办法当然是dma区域禁止cache。

<think>好的,用户想了解在Keil 5环境下STM32的内存配置方法或解决内存相关问题。首先,我需要回忆一下STM32的内存结构,尤其是常见的Cortex-M系列处理器的内存分配。通常,STM32的内存分为Flash(存放代码和常量)和RAM(存放变量和堆栈),而不同的型号可能有不同的内存分布,比如有些有CCM内存或者外部扩展的RAM。 接下来,用户提到的Keil 5环境,需要想到Keil的配置选项,比如启动文件、分散加载文件(scatter file)的使用。我记得在Keil中,可以通过修改.sct文件来调整内存布局,比如指定堆栈的大小,或者将某些段分配到特定的内存区域,比如DTCM或AXI SRAM。同时,链接器在分配内存时,如果配置不当可能导致内存溢出,出现HardFault等问题,比如堆栈设置过小。 然后,用户的问题可能涉及常见的内存问题,例如内存溢出、对齐问题或者DMA访问错误。比如,使用DMA时,如果访问了不支持的内存区域(如CCM),会导致错误。这时候需要检查DMA配置,确保缓冲区位于合适的RAM区域。 还要考虑到引用中提到的内容。比如引用[1]提到STM32H7的以太网配置需要特定的内存设置,可能涉及到将描述符放在DTCM或SRAM区域。这可能和Cache一致性有关,需要配置MPU或者使用非缓存区域。引用[3]和[4]提到移植LVGL时栈空间不足导致HardFault,这说明堆栈大小调整的重要性。引用[5]提到硬件异常分析的方法,比如使用SEGGER的工具来定位故障地址,这可能帮助用户调试内存问题。 用户可能的需求不仅仅是基础的内存配置,还包括如何调试内存相关的问题,例如如何通过Keil的调试工具发现内存溢出,或者如何分析HardFault的原因。需要分步骤说明配置方法,比如如何修改启动文件中的堆栈大小,如何配置分散加载文件,以及常见问题的排查步骤,比如检查链接脚本中的内存区域定义,使用map文件查看内存使用情况等。 可能还需要提到优化策略,比如使用不同的RAM区域优化性能,或者处理动态内存分配时的碎片问题。同时,要确保LaTeX格式正确,所有数学表达式和公式都正确使用$和$$符号,例如在解释内存地址时可能需要用$0x20000000$这样的表示。 最后,生成的相关问题需要围绕用户可能遇到的后续问题,例如如何调整堆栈大小、解决HardFault、DMA配置问题等,确保覆盖用户可能的需求。</think>### STM32 Keil 5内存配置与常见问题解决指南 #### 1. 内存配置基础 STM32的内存分为**Flash**(代码存储)和**RAM**(数据存储),具体分布因型号而异。例如: - **STM32F4系列**:通常包含主SRAM(`0x20000000`)和CCM内存(仅CPU可访问)[^1]。 - **STM32H7系列**:支持多块RAM(如AXI SRAM、DTCMITCM等),需根据外设需求配置访问权限[^2]。 在Keil 5中,内存配置主要通过以下方式实现: 1. **启动文件(.s文件)**:定义堆栈大小(`Stack_Size`和`Heap_Size`)。 ```assembly ; 示例:设置栈大小为0x1000,堆大小为0x400 Stack_Size EQU 0x00001000 Heap_Size EQU 0x00000400 ``` 2. **分散加载文件(.scatter)**:自定义内存分配规则,例如将高频数据放入DTCM: ```scatter LR_IROM1 0x08000000 0x00200000 { ; Flash配置 ER_IROM1 0x08000000 0x00200000 { *.o (RESET, +First) } RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000 { ; 主SRAM .ANY (+RW +ZI) } RW_IRAM2 0x24000000 0x00080000 { ; AXI SRAM(适用于DMA) *.dma_buffer.o (+RW +ZI) } } ``` #### 2. 常见内存问题与解决 ##### 问题1:**HardFault异常** - **原因**:栈溢出、非法内存访问(如未对齐操作)或DMA访问受限区域(如CCM内存)[^3][^5]。 - **解决方法**: 1. **增大栈空间**:在启动文件中调整`Stack_Size`,例如从`0x400`改为`0x1000`[^3]。 2. **检查DMA配置**:确保DMA缓冲区位于支持的外设访问区域(如AXI SRAM)。 3. **使用调试工具定位**:通过Keil的**Call Stack + Locals**窗口或SEGGER硬件异常分析工具,查看故障地址。 ##### 问题2:**内存不足(Linker Error: L6406E)** - **原因**:RAM或Flash超出芯片容量。 - **解决方法**: 1. 优化代码体积:启用编译器优化(`-O2`或`-Os`)。 2. 使用分散加载文件将非关键数据移至外部RAM。 ##### 问题3:**Cache一致性问题(H7系列特有)** - **场景**:使用带Cache的RAM(如AXI SRAM)时,DMA传输前需手动调用`SCB_CleanDCache_by_Addr()`。 - **示例代码**: ```c uint8_t buffer[1024] __attribute__((section(".dma_buffer"))); // 位于AXI SRAM SCB_CleanDCache_by_Addr(buffer, sizeof(buffer)); // 确保DMA读取最新数据 ``` #### 3. 性能优化技巧 - **关键数据加速**:将频繁访问的变量放入DTCM(零等待周期RAM)。 - **堆分配策略**:避免动态内存碎片,可使用内存池或静态分配。 #### 4. 调试工具使用 - **Map文件分析**:查看`Project.map`文件,确认各段内存占用。 - **Memory窗口**:在Keil调试模式下直接观察内存内容,验证数据正确性。
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