一，STM32H7 RAM介绍
/ [4 C% Z* l# r; o( \! ~! y9 e) X使用过STM32H7的朋友应该知道H7的RAM是有很多的区域的，不同的区域，使用了不同的总线，所能支持的外设也就不一样了，具体的总线结构如下图所示
9 I8 T  V: q  ^$ J& S8 i( F; x

1 x! p0 @0 t" |$ C0 m# O

通过上图和上表就能发现如果要使用DMA就必须对多RAM进行管理，要么自己去实现内存管理，要么通过__attribute__ 关键字去定义，这样或多或少会有些麻烦，后来看到安福莱STM32H743动态内存管理，同时分区管理AXI RAM，DTCM，SRAM1等五块空间 这篇文章，想到RT-Thread 肯定也应该是支持多内存管理的，看到查看官方的文档中心发现 可以使用 memheap 管理算法。

8 U& Z1 t" G  N

: [$ n; w) O# c* E  K8 {1 T: E" J既然RT-Thread 已经支持了多内存的管理算法，那么接下来就要考虑一个问题，RT-Thread是默认使能HEAP，且RT-Thread很多优秀的组件都使用了动态内存，所以要解决究竟是哪一块内存分给rt_malloc 使用。
; y! P5 k# _' n$ O" X% [0 \( d
二 多RAM管理办法
STM32H7的内存可用内存有很多，DTCM和AXI SRAM使用哪一个作为主heap呢？本文分别对DTCM和AXI SRAM做主heap来进行介绍。
; G/ n% M' J) n首先找到RT-Thread bsp/stm32/目录下的stm32h7的支持包，通过ENV工具打开 memheap

0 I) V  S/ f, E& x3 B- h8 l
之后重新生成工程。

& c* l3 j, }$ q1，TCM区域做为主heap
- V5 Z( J. f2 s! r! z5 w3 X! jTCM区域的优势是速度快，仅仅只支持MDMA的访问，但是内存小只有128K，不支持其他DMA的访问
1 L' N7 ]1 O- S8 K5 T5 Z2 B

1.   第一步 修改keil连接文件link.sct  

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1.       ; *************************************************************
   
2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   * l0 \- W0 c1 c" t5 d. }
3. ; *************************************************************
   : g) i6 H8 |7 l& T, P) d' F0 o% _
4. 
   ! M# a* `8 y! R( t6 }" ?
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00200000  {    ; load region size_region
   * e- p3 u- A; K8 i& B3 b
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
   9 X. |3 S3 o1 e5 i6 v# \; O
7.    *.o (RESET, +First)
   9 {; D+ C) ]) R1 I0 X1 {
8.    *(InRoot$Sections)
   
9.    .ANY (+RO)
   - k2 S2 B! c9 g4 t4 Q" F7 l* y
10.   }
    2 _& }' B+ y0 F
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    
12.    .ANY (+RW +ZI)
    
13.   }
    & i$ z( L% d2 C2 f: p
14. }

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1. 第三步 写一个axi_sram.c

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1. struct rt_memheap axi_sram_heap;
   
2. void *axi_sram_malloc(unsigned long size)
   
3. {
   - Q1 ~3 w2 d6 E8 }; f& |8 O8 p
4.     return rt_memheap_alloc(&axi_sram_heap,size);
   , }% b& u- u; ?9 n4 N
5. }
   
6. 
   $ v' d* e9 D% \* h# p' f+ t4 s
7. void axi_sram_free(void *ptr)
   
8. {
   
9.     rt_memheap_free(ptr);
   
10. }
    
11. 
    ) f1 L0 k) c, `/ {" V& Q
12. void *axi_sram_calloc(unsigned int n,unsigned int size)
    9 [0 e- N0 {( i6 O: D
13. {
    
14.     void* ptr = NULL;
    9 s1 ]: ]5 R, L+ u* _
15. 
    - }8 l% n1 D- ]& R- J6 m6 c
16.     ptr = axi_sram_malloc(n * size);
    7 \+ y) T' N' s' q
17.     if(ptr)
    2 x0 a" [3 b4 Q8 |: ^1 v6 G: B
18.     {
    
19.         memset(ptr, 0, n*size);
    ) ?5 P2 k) F% S, A* X* T) W
20.     }
    
21. 
    7 N' W$ I9 y) m: N
22.     return ptr;
    2 M# n% q0 n0 O. }6 L3 {
23. }

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1. 第四步 修改drv_common.c，增加一行axi_sram初始化的代码

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1.   #if defined(RT_USING_HEAP)
   
2.     rt_system_heap_init((void *)HEAP_BEGIN, (void *)HEAP_END);
   $ c4 z# w4 A* u; v% V6 t5 C( }' z- d! U, U
3. #endif
   6 u9 J3 Z7 ?& u: h" d2 C
4. 
   & Q5 o2 u1 X+ c. g. J
5.     rt_memheap_init(&axi_sram_heap,"AXISRAM",(void *)RT_AXI_SRAM_BEGIN,RT_AXI_SRAM_SIZE);   

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编写一个测试代码

5 W: `1 S1 M) Z; Z* y3 Z

1. int main(void)
   0 J9 n* [# S1 }$ Y
2. {
   " V: g7 J' B6 J+ j  c
3.     int count = 1;
   ( M( n4 R) @1 V' ~: X- S2 r# `
4.     /* set LED0 pin mode to output */
   
5.     rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
   ) g' Y( a( R3 d4 D' K2 W
6. 
   ; K! `" i' F, l( e) f
7.     char *test_ptr;
   
8. 
   8 u6 l( F9 `, e+ h6 ]6 x  @( ]
9.     while (count++)
   
10.     {
    3 K) h* s8 o1 c( h! ^
11.         test_ptr = axi_sram_malloc(100);
    
12.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    
13.         rt_thread_mdelay(500);
    
14.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
    / u( W, G  m+ f  U0 _
15.         rt_thread_mdelay(500);
    
16.         axi_sram_free(test_ptr);
    " C  W+ g; S9 L  N* L$ |3 h; {
17.     }
    9 O$ j5 B+ @- }& B' s8 h+ [1 ~
18.     return RT_EOK;
    
19. }

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编译一下
& g' q+ y* D- P

1. Program Size: Code=55136 RO-data=7508 RW-data=548 ZI-data=4060  
   7 F8 }" a) ~8 I, f
2. After Build - User command #1: fromelf --bin .\build\keil\Obj\rt-thread.axf --output rtthread.bin
   1 V2 e0 _. a- p8 S% D9 @+ [) `3 e
3. ".\build\keil\Obj\rt-thread.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
   
4. Build Time Elapsed:  00:00:08

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没有错误，没有警告，下载正常运行。
8 T+ r7 i# S# R* V, G* Y5 y1 O) K" O1 _
2，AXI SRAM区域作为主heap
) c' ~5 ^/ h, r. j! U9 OAXI区域 的主要优势是内存大 512K ，支持DMA1 DMA2 IDMA的访问，劣势不如TCM速度快
+ [9 \+ V* X8 x  N: G5 R2 u" C

1.   第一步 修改keil连接文件link.sct  

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1.   ; *************************************************************
   
2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   0 H) D8 h# K- b8 ^! f0 H  t
3. ; *************************************************************
   + W5 D; h, B2 V% S+ T
4. 
   5 E" R5 F$ T! [3 v! r9 t7 i
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00200000  {    ; load region size_region
   
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
     Z2 R0 k3 X& {8 A& i2 \4 M+ Z5 B
7.    *.o (RESET, +First)
   8 U' R! C" e' o2 B# S  y( q7 @- }
8.    *(InRoot$Sections)
   $ O% R: Y' g5 k- a( B6 ^# f
9.    .ANY (+RO)
   ' ]6 a! }: z  ?$ v) H- s
10.   }
    
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    9 ?3 _4 M( x" i# ^* W+ V# Z% u
12.    .ANY (+RW +ZI)
    + F9 ~, O; F" z4 ?( D
13.   }
    
14.   RW_IRAM_HEAP 0x24000000 0x00080000  {  ; RW data
    
15.    *(.RAM_HEAP)
    , a. I3 g2 v6 n9 n$ P4 K4 A& n$ L# a; g
16.   }
    
17. }

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1. 第二步 修改board.h

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1. #define STM32_SRAM_SIZE           (128)
   
2. #define STM32_SRAM_END            (0x20000000 + STM32_SRAM_SIZE * 1024)
   9 H0 S/ P  e) W7 j. [9 O
3. 
   
4. #if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
   & Z! f' }2 K8 S: z( s
5. extern int Image$RW_IRAM1$ZI$Limit;
   5 }) r1 }$ u4 n+ C0 L- `% C( A6 G4 o
6. #define HEAP_BEGIN      (&Image$RW_IRAM1$ZI$Limit)
   9 o0 z7 Z0 \- c2 Q9 r' v. S! R
7. #elif __ICCARM__
   4 g7 B& q( [7 Z5 E
8. #pragma section="CSTACK"
   * P  M7 a- y, D' d
9. #define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
   
10. #else
    
11. extern int __bss_end;
    
12. #define HEAP_BEGIN      (&__bss_end)
    7 ^! @; D, @# [9 G
13. #

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1. 第三步 修改board.h

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1. #define STM32_SRAM_SIZE           (512)
   
2. #define STM32_SRAM_END            (0x24000000 + STM32_SRAM_SIZE * 1024)
   + L* R7 n% W  l* D
3. 
   
4. #if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
   ) u0 F+ h4 r  p" O7 x  P" a; K
5. //extern int Image$RW_IRAM2$ZI$Limit;
   8 b" w1 E/ `4 b
6. #define HEAP_BEGIN      0x24000000//(&Image$RW_IRAM1$ZI$Limit)
   5 m" ^% f- F  B4 I0 @/ j
7. #elif __ICCARM__
   3 g# P6 ^+ I2 x2 S- J5 T
8. #pragma section="CSTACK"
   
9. #define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
   , e) A9 F3 m8 m" @% S& k4 t
10. #else
    
11. extern int __bss_end;
    
12. #define HEAP_BEGIN      (&__bss_end)
    ' `, y6 d* r* m$ K, {
13. #endif

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设置heap的起始区域是0x24000000区域的512k大小。
修改完毕看一下，来测试一下

6 ^2 }  S2 h6 j' b5 @( |. r# K) @

1. #define LED0_PIN    GET_PIN(B, 10)
   
2.     uint8_t test_buff[1000]= {0};
   
3. int main(void)
   $ ^. D3 u  C1 f6 `
4. {   
   ; k  y6 `6 x5 K! t7 p! N' G  m1 @' P
5.     int count = 1;
   9 {$ A6 q" v9 V9 c
6.     /* set LED0 pin mode to output */
   6 n; s6 m* ], z, h/ g9 F
7.     rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
   , U0 _0 s) @# y4 B8 k
8. 
   
9.     char *test_ptr;
   
10.     test_buff[10] = 1;
    " ]( ^  |5 D5 T
11.     while (count++)
      _% p/ |/ q, w& M0 {5 n
12.     {
    
13.         test_ptr = rt_malloc(100);
    
14.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    
15.         rt_thread_mdelay(500);
    
16.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
    
17.         rt_thread_mdelay(500);
    0 v% i0 A" E( P9 w0 L/ Y
18.         rt_free(test_ptr);
    3 e  V* s6 s' A0 F6 A
19.     }
    , l! f6 p  |  t
20.     return RT_EOK;
    7 j. @% r9 p  p2 Z
21. }

复制代码

编译一下

1. Build started: Project: project
   
2. *** Using Compiler 'V5.06 update 6 (build 750)', folder: 'C:\Keil_v5\ARM\ARMCC\Bin'
   
3. Build target 'rtthread'
   
4. compiling main.c...
   : S3 A, T% p& U
5. linking...
   
6. .\board\linker_scripts\link.sct(15): warning: L6314W: No section matches pattern *(.RAM_HEAP).
   
7. Program Size: Code=55084 RO-data=7508 RW-data=548 ZI-data=4964  
   
8. Finished: 0 information, 1 warning and 0 error messages.
   
9. After Build - User command #1: fromelf --bin .\build\keil\Obj\rt-thread.axf --output rtthread.bin
   
10. ".\build\keil\Obj\rt-thread.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).
    
11. Build Time Elapsed:  00:00:02

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, ?$ G7 ~  w1 \+ G6 ^9 {% h7 U有一处警告 不要紧，查看一下map文件

+ ^9 n7 b  c& f& ]: F/ v% g
$ |( V* m  _. B( e可以看到定义的test_buff是在地址0x20000898的位置。
+ W# l- j) y* A, l( a
+ N6 n4 C: b$ ^, V: s三 总结分析
# H5 m6 \/ d4 m- M2 K实验成功
  h) O3 k8 ~; a, [% S$ p) L* y2 a
6 w5 [% _5 X: Y, H* V  O) V3 YTCM作为了主heap既使用rt_malloc来分配tcm区域的内存，axi_sram_malloc 来分配 axi区域的内存，但是这种方法存在一个问题，如果在使用DMA的时候，会出现问题，RT-Thread的组件默认使用了rt_malloc去申请内存，如果想正常的使用这种方法，需要更具实际情况去把组件里面的rt_malloc去替换成axi_sram_mallo。
" l! j$ I$ f7 J+ U7 q
5 \2 N# `4 p# r0 f' b& m' r1 c- uAXI_SRAM做为主heap既使用rt_malloc去分配axi_sram区域的内存。如果要使用tcm区域，那么就直接定义全局变量就可以了。使用这样方法存在的问题就是无法把高速的tcm利用率最大化，优势就是就是不需要重定向RT-Thread组件里面的rt_malloc。
4 ~! i# D2 g1 x4 s
- _3 Y( a6 u% {: o; n

* K( G9 q7 {) k9 Q+ ^