一，STM32H7 RAM介绍
9 E) D0 h  f' L0 e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

! D  M# b& p, y, L% `7 L/ n
: e  p" {  q- l: d6 \2 w

# `, }4 A; }2 c2 a' ~: W  S; H+ u( D
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。
! {3 ~6 y- k9 ^% v: U

4 ]# @4 u( Y* R" M0 {2 i2 A! _9 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。
# `. O8 M" I5 Z" W: b
7 D* y" m- ^" R# B! a2 w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。
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

8 V; [' ?* w  |2 b" \/ T) r" H之后重新生成工程。
6 B0 l8 g. \6 \) J7 A% s5 N& m
; U7 S3 o) ~2 ]2 a8 k# g1，TCM区域做为主heap
! t0 S+ p- G1 o7 I/ W0 F" {TCM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
0 Z% O# z9 k  v0 S
- K, S: M/ b% n2 h; p# t

1.   第一步 修改keil连接文件link.sct  

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1.       ; *************************************************************
   , e. @* w* i) S) L! \; J
2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   
3. ; *************************************************************
   3 N" e7 G/ \  A9 x3 T+ X! h/ H
4. 
   0 m" B7 L: i$ {" w. I* I
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00200000  {    ; load region size_region
   
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
   % g6 l- v$ _( d& F
7.    *.o (RESET, +First)
   
8.    *(InRoot$Sections)
   
9.    .ANY (+RO)
   
10.   }
    
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    $ T0 E$ S$ o* u  a9 O" C8 S8 ^  a
12.    .ANY (+RW +ZI)
    
13.   }
    
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. {
   
4.     return rt_memheap_alloc(&axi_sram_heap,size);
   
5. }
   
6. 
   
7. void axi_sram_free(void *ptr)
   " M9 S/ j# _* @- Z2 q
8. {
   0 e/ k/ S" K. m1 ~+ J* J
9.     rt_memheap_free(ptr);
   9 M6 ], U- e5 j0 `3 _8 B# F+ ^
10. }
    
11. 
    & Z0 y/ [) s3 Q; a/ {8 H3 K
12. void *axi_sram_calloc(unsigned int n,unsigned int size)
    $ n( Y+ h3 R! Q, R% z/ C# u" G. P& F
13. {
    
14.     void* ptr = NULL;
    
15. 
    
16.     ptr = axi_sram_malloc(n * size);
    
17.     if(ptr)
    : N4 m" R; m0 i2 \# r
18.     {
    5 X2 A* f3 c) N0 T
19.         memset(ptr, 0, n*size);
    ! J3 i9 [: `% G& H
20.     }
    
21. 
    ( _  i) U! @; U1 ^( c+ v, Y3 Z, T
22.     return ptr;
    6 v: V' z- K8 F: U
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)
   9 f4 |! i: F; ?9 i
2.     rt_system_heap_init((void *)HEAP_BEGIN, (void *)HEAP_END);
   
3. #endif
   
4. 
   
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

, Q8 Z) H2 M8 M) |! P" Q+ X

1. int main(void)
   8 G* H. o9 J* M8 M9 G, M# o
2. {
   3 p% p( _" p, P
3.     int count = 1;
   
4.     /* set LED0 pin mode to output */
   
5.     rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
   
6. 
   % A- i2 L9 X7 b; q1 I9 u/ ~& f6 r
7.     char *test_ptr;
   . p; C7 W$ _5 D' }
8. 
   3 E2 S. W: h- ~# k2 z
9.     while (count++)
   - x5 U2 F: o6 e- @. Z4 `: |
10.     {
    
11.         test_ptr = axi_sram_malloc(100);
    
12.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    
13.         rt_thread_mdelay(500);
    ' d! K' t) L- _% Q% p" ^
14.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
    
15.         rt_thread_mdelay(500);
    
16.         axi_sram_free(test_ptr);
    , m$ f( q. _( `4 M$ a. r
17.     }
    
18.     return RT_EOK;
    . l/ j; j7 q; H( J
19. }

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; |0 I( ?& w' z+ y" \编译一下

1. Program Size: Code=55136 RO-data=7508 RW-data=548 ZI-data=4060  
   8 ^1 L% H  {4 X( J
2. After Build - User command #1: fromelf --bin .\build\keil\Obj\rt-thread.axf --output rtthread.bin
   5 B" J. {2 e" a6 v
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。
7 y( Z8 g8 Y' ?4 z! ]
# i, m# ]% T( ~2，AXI SRAM区域作为主heap
AXI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
) W: |3 v% G' V/ p8 v4 \3 X

1.   第一步 修改keil连接文件link.sct  

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1.   ; *************************************************************
   - X# d+ @; [4 c+ k0 p, H9 a# \
2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   
3. ; *************************************************************
   
4. 
   ; \. o+ N# s  S5 j3 G
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00200000  {    ; load region size_region
   
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
   : L% J+ [+ x/ H8 m
7.    *.o (RESET, +First)
   
8.    *(InRoot$Sections)
   : ]1 p) f# r- O; J8 w( @
9.    .ANY (+RO)
   6 R  P1 P4 z+ n- x6 ?
10.   }
    - y6 i" M; T' g2 h/ }6 r
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    
12.    .ANY (+RW +ZI)
    
13.   }
    0 h3 ~' y# `" w7 t
14.   RW_IRAM_HEAP 0x24000000 0x00080000  {  ; RW data
    
15.    *(.RAM_HEAP)
    $ i1 [3 n9 Z) Q2 C
16.   }
    1 _( r) k0 v. e4 S: W5 M
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)
   
3. 
   - p9 b! W7 a' k1 @) G/ Q9 `
4. #if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
   : i0 B, u: N3 q" f1 O
5. extern int Image$RW_IRAM1$ZI$Limit;
   
6. #define HEAP_BEGIN      (&Image$RW_IRAM1$ZI$Limit)
   ; x0 ]& N$ D, K7 B+ G. C2 k! x/ V9 j
7. #elif __ICCARM__
   
8. #pragma section="CSTACK"
   ) ~6 V* l) {; w5 [+ E5 T) z/ j
9. #define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
   " d! l4 G3 r9 G2 \) A  ?! G1 X
10. #else
    . b% w4 W$ O, g  r0 D/ H9 u. }: `
11. extern int __bss_end;
    
12. #define HEAP_BEGIN      (&__bss_end)
    7 r" \5 x& X. k) V- J' ~4 ~
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)
   
3. 
   
4. #if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
   
5. //extern int Image$RW_IRAM2$ZI$Limit;
   ; c0 r& z, D6 @  V9 r# B
6. #define HEAP_BEGIN      0x24000000//(&Image$RW_IRAM1$ZI$Limit)
   
7. #elif __ICCARM__
   / X* h' E  I  Q5 Y1 \  {6 s3 ]
8. #pragma section="CSTACK"
   9 M' s. ]) o! ^. c6 E
9. #define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
   
10. #else
    0 V( b& B1 H  R; K+ `7 ]' f
11. extern int __bss_end;
    3 ?" t! s7 Z4 V% Q# U1 h' l, z5 |& b0 S5 t
12. #define HEAP_BEGIN      (&__bss_end)
      Y" |: o9 u2 b2 Q8 A, {5 a% }
13. #endif

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设置heap的起始区域是0x24000000区域的512k大小。
7 l' m* n* |# ]" _, P1 p- x修改完毕看一下，来测试一下
3 R( U! l$ s# k$ V

1. #define LED0_PIN    GET_PIN(B, 10)
   3 g& ^- O1 v5 r' ?% n7 H) V
2.     uint8_t test_buff[1000]= {0};
   ' Q' [5 J. Q- n
3. int main(void)
   . U; N" e% L$ ]* Z0 x
4. {   
   , O) w- f2 L" V9 \" Q  N
5.     int count = 1;
   $ F$ i5 P' b/ L( ]! _! I
6.     /* set LED0 pin mode to output */
   ! e/ k0 l: t/ Z% g- B+ ?' M
7.     rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
   ; o8 S0 T  Z1 p$ Z5 p
8. 
   
9.     char *test_ptr;
   # I9 T" o3 j0 J9 }7 g
10.     test_buff[10] = 1;
    
11.     while (count++)
    
12.     {
    & T* J* f6 u# j0 ^( y- \( I
13.         test_ptr = rt_malloc(100);
    ' T9 w. l4 w& c4 X' L
14.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    ( y) {) J0 r& |. w6 x( @) o8 o
15.         rt_thread_mdelay(500);
    : y9 K- O& k; ]" {
16.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
    
17.         rt_thread_mdelay(500);
    - h9 y$ y+ B' v& u
18.         rt_free(test_ptr);
    + e, f% A' E8 J/ F+ v2 W: f5 a
19.     }
    1 Y% T/ ]: `7 Q5 q- N
20.     return RT_EOK;
    4 S+ g6 P3 [! z9 m6 w7 J0 g
21. }

复制代码

% x$ Q2 p( ]8 a' d! ~编译一下

1. Build started: Project: project
   5 b4 q$ q8 @% p5 i
2. *** Using Compiler 'V5.06 update 6 (build 750)', folder: 'C:\Keil_v5\ARM\ARMCC\Bin'
   , g0 K, s& X# [3 \. L- i9 T1 Z$ K
3. Build target 'rtthread'
   $ b9 T9 `5 w) Q" z  Y, O
4. compiling main.c...
   3 a  [# G  n' P
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  
   . Z* i8 y1 M1 S- m. L
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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有一处警告 不要紧，查看一下map文件

. @* `, B# s8 I* q

: Z) U$ x& ]6 L% |# R
& [; D/ I$ J" J* W( c# j& F8 k# R可以看到定义的test_buff是在地址0x20000898的位置。

三 总结分析
实验成功
7 s9 L$ n3 u: T3 h
TCM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。
2 F" @* W0 H: Y( `7 {2 ]; Z' A& u! O
AXI_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。
1 y# w, A! K4 H) j+ g
2 k. P# R: }; V0 Y2 F7 s