一，STM32H7 RAM介绍
2 I( P& `; G' J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
6 ^# D0 Q6 B# w$ d& W

9 k7 C: r6 B: [" {; c

4 f. m: L* u; U5 Z% ?$ l) J+ M
: ]$ K: k) t) @* 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。
. A: U* b6 o0 s; W9 |- _

& h5 C+ d7 }+ c9 y: ]3 H
/ m2 O/ r5 U; {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。
6 L) u+ s/ ^. m5 F) n
* s- A! S% g" K  D6 x+ I& s9 u二 多RAM管理办法
' z# M: e* f& H4 A3 ZSTM32H7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。
5 F% K" e' {% X. t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

& K1 B' S, I5 l3 T* O* t
* N6 f; G4 b6 x1 K" I: K: `: U之后重新生成工程。
& l, N" {- [; h& A' d- e8 R
. ~( t  a0 H& d! Z$ M: n1，TCM区域做为主heap
6 k5 i1 m: T. e. b# lTCM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.   第一步 修改keil连接文件link.sct  

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1.       ; *************************************************************
   ) o% k6 @0 K) x1 `/ V
2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   
3. ; *************************************************************
   
4. 
   ( z6 w! a6 X  I" a
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00200000  {    ; load region size_region
   
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
   + U( _" r' V) `6 X: C
7.    *.o (RESET, +First)
   ( B. P9 i8 I+ b* P" V/ e# S. y
8.    *(InRoot$Sections)
   5 ~. F1 @$ c! C# H' \
9.    .ANY (+RO)
   ; Y' g5 g* Y5 t) A
10.   }
    ; h1 w7 w- U4 s& H# i! p7 b% `
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    . I7 n- i1 b- K- Q+ m4 l
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;
   + A, U% H+ Z/ i' ^1 u5 E
2. void *axi_sram_malloc(unsigned long size)
   3 s5 s. J8 j6 [7 U$ z. [# r
3. {
   
4.     return rt_memheap_alloc(&axi_sram_heap,size);
   / E! D& [% ?" x  I: u
5. }
   
6. 
   
7. void axi_sram_free(void *ptr)
   
8. {
   
9.     rt_memheap_free(ptr);
   ) o$ |; [( ~( H0 y1 Z7 A( v5 t
10. }
    
11. 
    
12. void *axi_sram_calloc(unsigned int n,unsigned int size)
    4 }( P# K! Y) S- N- ?
13. {
    
14.     void* ptr = NULL;
    7 c7 A5 o' O: l4 I8 Y& g  w
15. 
    * e' E8 m% r* C
16.     ptr = axi_sram_malloc(n * size);
    
17.     if(ptr)
    
18.     {
    
19.         memset(ptr, 0, n*size);
    
20.     }
    $ m7 J; X9 t. A, z+ s
21. 
    & _3 A- L9 w7 j# d' [
22.     return ptr;
    
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);
   
3. #endif
   
4. 
   - s8 C! U: A- `9 s
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

% g/ d; L0 Y2 Z$ C

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     int count = 1;
   5 ^9 n  t$ b# L. ?# R
4.     /* set LED0 pin mode to output */
   : T1 T9 b1 h  [- p. G5 K4 u; L% s8 @0 x
5.     rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
   
6. 
   ( V( Z# a# ~& K* ?3 S
7.     char *test_ptr;
   
8. 
   : R, t# g7 l# f! v% g
9.     while (count++)
   
10.     {
    : k  o% O* h4 I) \0 Z
11.         test_ptr = axi_sram_malloc(100);
    
12.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    # }# B/ t4 L! y, J
13.         rt_thread_mdelay(500);
    5 q, m4 H& e* o% _1 \! Q4 ]
14.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
    
15.         rt_thread_mdelay(500);
    
16.         axi_sram_free(test_ptr);
    
17.     }
    
18.     return RT_EOK;
    $ W% w3 o7 k# n- Y( @5 `: C& t
19. }

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编译一下

1. Program Size: Code=55136 RO-data=7508 RW-data=548 ZI-data=4060  
   
2. After Build - User command #1: fromelf --bin .\build\keil\Obj\rt-thread.axf --output rtthread.bin
   " `1 F4 I3 Y  J) F; O
3. ".\build\keil\Obj\rt-thread.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
   6 i  ~! W# h" Q+ O) ]
4. Build Time Elapsed:  00:00:08

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7 k) `: U  T* b' Q4 R/ n没有错误，没有警告，下载正常运行。

4 v* r: [- F9 v% h6 ]' s! f# L2，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
: F+ I. I/ P! ?4 S6 Z. \

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 ***
   
3. ; *************************************************************
   
4. 
   
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00200000  {    ; load region size_region
     J/ p. ]9 P' Z3 \
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
   # ?$ T2 Q2 t& H* D" |
7.    *.o (RESET, +First)
   4 B/ [9 [/ S; V3 ~/ u- G1 q, H
8.    *(InRoot$Sections)
   
9.    .ANY (+RO)
   
10.   }
    
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    
12.    .ANY (+RW +ZI)
    
13.   }
    1 P7 r8 f: p' @0 S: L; N& \+ R
14.   RW_IRAM_HEAP 0x24000000 0x00080000  {  ; RW data
    
15.    *(.RAM_HEAP)
    
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)
   
3. 
   1 F4 ^/ o8 A, L7 T* A3 ~, L
4. #if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
   * O7 A6 \" w  W0 j* N  K7 E
5. extern int Image$RW_IRAM1$ZI$Limit;
   
6. #define HEAP_BEGIN      (&Image$RW_IRAM1$ZI$Limit)
   & W5 {; C6 P. ^* [' J
7. #elif __ICCARM__
   1 @4 K" I: }! W9 x! M
8. #pragma section="CSTACK"
   # }0 q) d) }" t$ l" \
9. #define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
   $ h; z! j0 p. j/ u: [2 N
10. #else
    ' @# [, P, E  h2 U$ K+ v3 H
11. extern int __bss_end;
    % g5 a. l! y4 k/ v) C: |
12. #define HEAP_BEGIN      (&__bss_end)
    
13. #

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1. 第三步 修改board.h

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1. #define STM32_SRAM_SIZE           (512)
   9 U) n( g7 H+ r. x6 Q: }! ?( P, V0 @4 [
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$Limit;
   ! {% j/ C, m" Z+ \3 c& P
6. #define HEAP_BEGIN      0x24000000//(&Image$RW_IRAM1$ZI$Limit)
   
7. #elif __ICCARM__
   
8. #pragma section="CSTACK"
   
9. #define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
   
10. #else
    
11. extern int __bss_end;
    $ R) a! S/ e7 A
12. #define HEAP_BEGIN      (&__bss_end)
    4 Y8 c2 y  X8 D8 Q
13. #endif

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设置heap的起始区域是0x24000000区域的512k大小。
7 H, ^6 Q% }( @0 v1 Z7 Z修改完毕看一下，来测试一下

1. #define LED0_PIN    GET_PIN(B, 10)
   / i7 h+ Z, D2 T! y2 F& b+ i
2.     uint8_t test_buff[1000]= {0};
   
3. int main(void)
   + z8 V$ u% N+ m# q( _; t
4. {   
   : V' ^! r) H+ ^. S$ d5 N
5.     int count = 1;
   / d2 r! p! \) p' h/ I
6.     /* set LED0 pin mode to output */
   
7.     rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
   ( ]" P/ o. T1 k/ B. k
8. 
   ' A& o- u7 i! b+ Q
9.     char *test_ptr;
   + {6 }3 }7 {) h& r) i3 {
10.     test_buff[10] = 1;
    ( C1 `! I! Z* Z/ r
11.     while (count++)
    
12.     {
    ' ^& O( J' g2 P' g; \
13.         test_ptr = rt_malloc(100);
    * t+ v! D/ I: J' f. }
14.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    ' z  H/ D6 P5 n  }; I$ C  E
15.         rt_thread_mdelay(500);
    : n% E) W, b' S3 Q
16.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
    ( c+ @$ x) |1 E: s/ z
17.         rt_thread_mdelay(500);
    
18.         rt_free(test_ptr);
    
19.     }
    
20.     return RT_EOK;
    
21. }

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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'
   . q9 q. V+ O0 N) @# n) f0 P
3. Build target 'rtthread'
   , W" }1 s' E* b' i' B% W
4. compiling main.c...
   # \6 K- B/ x: D) m$ v3 b
5. linking...
   
6. .\board\linker_scripts\link.sct(15): warning: L6314W: No section matches pattern *(.RAM_HEAP).
   : A- ?& D0 E, \
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
   0 Z3 k8 I- h* D% Q% k/ k- j8 @! h
10. ".\build\keil\Obj\rt-thread.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).
    " m( M. A) M3 v2 _7 `2 x
11. Build Time Elapsed:  00:00:02

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5 _7 O" ^, {8 y3 C  B& D: g0 s+ x有一处警告 不要紧，查看一下map文件

$ K  e# F4 m7 D可以看到定义的test_buff是在地址0x20000898的位置。
/ O* d) m8 m; R: L( k
三 总结分析
实验成功

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。
: l* I7 ^6 ?& ^/ O! i
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。

" X$ O) L9 H' d# X& n1 A0 y4 [
7 c7 a( a' y# H) v