一，STM32H7 RAM介绍
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

' p) V# D" q  D+ d! j

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。

$ j  |" Q2 L. U" O

9 E- D7 y% p9 R/ \/ u7 y& R, _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。

4 G% v5 P: k. R2 V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

0 x7 A8 _, ^5 I- H6 ]/ u# M! \
! Q/ ]( g2 k& B之后重新生成工程。

& j- B  ]* s( y2 J5 S# \8 A" O+ _1，TCM区域做为主heap
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

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
   : x1 N) H$ E/ r6 M$ e3 s4 z4 J3 P
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
   
7.    *.o (RESET, +First)
   4 s/ ?; V5 e; n5 P3 h
8.    *(InRoot$Sections)
   
9.    .ANY (+RO)
   ! l  K& M0 u) {: @7 k- {
10.   }
    8 m& N% I% o: `. Q/ Z" V
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    8 v0 F2 z* d* s) F' J- ?
12.    .ANY (+RW +ZI)
    + b3 w1 M5 ]0 @% V8 m
13.   }
    5 C9 v7 g8 q# V' E/ H% O7 h2 ?
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)
   / t* @1 g+ S& D" W5 w# T* b
3. {
   , C% i6 T8 h( t& B  [& d" O  ^
4.     return rt_memheap_alloc(&axi_sram_heap,size);
   0 d# M/ R! w4 [' f1 {% G% m, Q4 u
5. }
   
6. 
   2 E/ b( C3 @: C" |
7. void axi_sram_free(void *ptr)
   ! Z2 T3 _0 T) H, j
8. {
   
9.     rt_memheap_free(ptr);
   
10. }
    " @0 Y9 v4 r. |5 u
11. 
    
12. void *axi_sram_calloc(unsigned int n,unsigned int size)
    
13. {
      L0 B  ~/ n) L
14.     void* ptr = NULL;
    . I9 E4 [- H! n# I/ I
15. 
    
16.     ptr = axi_sram_malloc(n * size);
    $ v7 Z/ j6 j/ l: P% ~
17.     if(ptr)
    " r1 S& b/ ^+ E' P) F* J
18.     {
    $ ^+ \- m, [$ T' F; C
19.         memset(ptr, 0, n*size);
    
20.     }
    
21. 
    
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. 
   ) k" a! X) @! e, }1 {* K
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

1. int main(void)
   
2. {
   9 D$ {# K6 Q: e: p0 s
3.     int count = 1;
   8 C6 ~! p7 [( m5 P1 I/ y: A9 ?
4.     /* set LED0 pin mode to output */
   , f: J( o' N9 J* I' {/ q- N
5.     rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
   & O" _$ H' l7 g+ ?0 R, e4 c
6. 
   7 j! E) f9 ?/ R  L
7.     char *test_ptr;
   
8. 
   
9.     while (count++)
   
10.     {
    ' v, m  Y- `  L/ U0 [% Y) \
11.         test_ptr = axi_sram_malloc(100);
    3 n& c- g! @2 ]5 u' p6 U6 G
12.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    % f3 C: R9 m& P' [/ ]
13.         rt_thread_mdelay(500);
    
14.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
    1 H$ P! b* H, W# k& D  R
15.         rt_thread_mdelay(500);
    ' q1 u6 N3 x- j: n
16.         axi_sram_free(test_ptr);
    ( I8 y& q; }7 O) N
17.     }
    " f  ^2 U( E1 G
18.     return RT_EOK;
    
19. }

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编译一下
5 d$ o" q! z5 m4 S4 W+ T0 r" Z

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
   7 _, f9 d& _/ \2 `9 O# u" ^5 ?
3. ".\build\keil\Obj\rt-thread.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
   7 ?/ y1 C4 b* `# \
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。
& X% d  E/ p9 x% S7 A: i. |
4 J+ [! C/ n0 @4 }0 x; A2，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

1.   第一步 修改keil连接文件link.sct  

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1.   ; *************************************************************
   ' V+ Z# x$ c+ D0 m1 H; G
2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   
3. ; *************************************************************
   
4. 
   
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00200000  {    ; load region size_region
   7 ?  \3 ~& q$ ]2 q
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
   ! z9 |' _/ [; O# {7 D' x$ P  j
7.    *.o (RESET, +First)
   5 J! ?% N( M& g$ L. ^& t& W
8.    *(InRoot$Sections)
   ' b! |' W$ V# c/ F; m
9.    .ANY (+RO)
   
10.   }
    5 [, m* U" E6 b) r
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    . H- F* T8 s8 }# H1 }# w6 c% J& |
12.    .ANY (+RW +ZI)
    1 A+ v# e( p+ Z' F
13.   }
    
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. 
   $ v% _, k, o$ |/ W: Q( \4 C4 H0 ]
4. #if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
   
5. extern int Image$RW_IRAM1$ZI$Limit;
   - Z4 m2 b' A) X, N2 h8 h' a
6. #define HEAP_BEGIN      (&Image$RW_IRAM1$ZI$Limit)
   % C7 u. F1 P. T0 ]2 g, k. `; O; x
7. #elif __ICCARM__
   6 D8 ~4 k. T. n. V3 I
8. #pragma section="CSTACK"
   , R. @  c& E; `: p5 e% N) ^
9. #define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
   
10. #else
    " @% ]" F; U+ k# _( ^
11. extern int __bss_end;
    
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)
   0 D! E' P) P9 ]# M3 _
2. #define STM32_SRAM_END            (0x24000000 + STM32_SRAM_SIZE * 1024)
     \: b/ A, M. |" i+ O; o
3. 
   % I6 C/ P1 x: X5 k# j0 O3 v" V
4. #if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
   - v* x  n9 b. W% G; x
5. //extern int Image$RW_IRAM2$ZI$Limit;
   
6. #define HEAP_BEGIN      0x24000000//(&Image$RW_IRAM1$ZI$Limit)
   
7. #elif __ICCARM__
   0 f: H# O# V1 M9 T/ B7 Z# \  l
8. #pragma section="CSTACK"
   
9. #define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
   - X+ i0 k1 w0 |# ~/ ^) |( o  P
10. #else
    6 q* M3 @9 |3 `( X7 X. g
11. extern int __bss_end;
    6 \4 O. C/ E7 X
12. #define HEAP_BEGIN      (&__bss_end)
    * d! M' d  W1 D# Z! B, t
13. #endif

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设置heap的起始区域是0x24000000区域的512k大小。
3 Y  _4 F/ Y# s8 T8 A0 c修改完毕看一下，来测试一下
$ R8 P9 D4 e% n
& e$ }1 q. g* X, W7 m

1. #define LED0_PIN    GET_PIN(B, 10)
   " w3 f, g# `- e! o5 X$ f
2.     uint8_t test_buff[1000]= {0};
   
3. int main(void)
   " f! g0 X4 h9 ?! D4 G
4. {   
   
5.     int count = 1;
   , B' ]' M# l( c, p; I
6.     /* set LED0 pin mode to output */
   ' a6 q/ b% Q' F. E* W
7.     rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
   2 ^& U5 u. V  N5 h4 u2 l
8. 
   & e+ h( }' T- H: A& m' K4 c
9.     char *test_ptr;
   
10.     test_buff[10] = 1;
    0 y3 M$ E5 y7 c3 E" ^
11.     while (count++)
    # C. J2 h% Q5 V' |* X$ P& F
12.     {
    
13.         test_ptr = rt_malloc(100);
    6 D, o0 ~4 ^# h* ]9 j" K
14.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    5 _! \& a3 x$ }+ j0 p/ t
15.         rt_thread_mdelay(500);
    $ T- o; s) W+ u$ F# q
16.         rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
    
17.         rt_thread_mdelay(500);
    
18.         rt_free(test_ptr);
    # G" J9 g5 K9 K1 ^' A7 M
19.     }
    1 s" ^# U/ g# h  ?
20.     return RT_EOK;
    . T% U, I! o1 i; @
21. }

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: H* ?- i; @/ A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'
   / Q# Y+ Y) u( h7 ?. }
3. Build target 'rtthread'
   
4. compiling main.c...
   
5. linking...
   
6. .\board\linker_scripts\link.sct(15): warning: L6314W: No section matches pattern *(.RAM_HEAP).
   + K2 P. B7 L# u2 T
7. Program Size: Code=55084 RO-data=7508 RW-data=548 ZI-data=4964  
   . u* M5 [) s% i) Y. p4 Y
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

可以看到定义的test_buff是在地址0x20000898的位置。

3 I$ e# L+ g7 e* d三 总结分析
9 L$ ~7 I& v; _4 B7 D0 ?实验成功

5 N, q+ p7 G" q& Q9 t2 o; Z" M! UTCM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。
5 P1 Z# o. ^8 Q, ^& v4 G
% d5 {! v% {- v3 A/ i% Q5 I* LAXI_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。


, [6 x; a' S9 J0 {  \: I
3 N) \1 t/ g) a' x% G3 u8 x/ `& i