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STM32H7的TCM,SRAM等五块内存基础知识

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flyingstar 发布时间:2025-3-26 10:13
本文为大家介绍STM32H7带的ITCM,DTCM,AXI SRAM,SRAM1,SRAM2,SRAM3,SRAM4和备份SRAM的基础知识。
* Y$ ]* b! b; Y1 n+ ]8 Q; @
* {, j, w4 P7 u& f![TCM_02.png](http://uphotos.eepw.com.cn/jobs/pics/1741253722489722.png "1741253722489722.png")  u) N8 H" i. [" c2 a+ S+ w+ n

+ n" P3 E8 X7 c1 X' G上图可以方便识别总线所外挂的外设,共分为三个域:D1 Domain,D2 Domain和D3 Domain。" I- F* X. j! `5 p# S' A

( V1 q4 L) v2 v) u8 L* g' }" a) F1、  ITCM和DTCM
' I- I6 b+ Q8 N9 N2 v2 B# H. U9 R- R3 b% ?, C* @
这两个是直连CPU的。9 b  D# r7 `0 l5 N* \0 g6 a

8 O+ O! R! c. u/ O4 |2、  D1 Domain/ t& n) l6 O$ E: P* [: U. U! M
$ B' F: g+ A$ H+ Z: A" O9 l
D1域中的各个外设是挂在64位A**线组成6*7的矩阵上。
+ ?6 y/ {: N" g$ p" \: K) f+ f  e; [" T1 f+ F/ u& c
6个从接口端ASIB1到ASIB6,外接的主控是LTDC,DMA2D,MDMA,SDMMC1,AXIM和D2-to-D1 AHB 总线。- U( f8 J+ b  q) W7 e/ ]/ E

9 h, \% `7 t) ^- b7个主接口端AMIB1到AMIB7,外接的从设备是AHB3总线,Flash A,Flash B,FMC总线,QSPI和AXI SRAM。另外AHB3也是由A**线分支出来的,然后再由AHB3分支出APB3总线。1 [6 r, U) b6 V& u

1 w6 K) y6 G9 g" h* F& Z% ^1 m$ i) m3、  D2 Domain
* P2 Z# [$ I3 `8 g* k. p, R  e: A" E( _
D2域的各个外设是挂在32位AHB总线组成10*9的矩阵上。
0 o9 _8 L$ t2 `- [  w: P
" t( I4 x  a% S7 K( K6 w10个从接口,外接的主控是D1-to-D2 AHB 总线,AHBP总线,DMA1,DMA2,Ethernet MAC,SDMMC2,USB HS1和USB HS2。) i, |9 N7 R% M* T2 Z: r  U
# H7 {7 @$ a" r/ u& {
9个主接口,外接的从设备是SRAM1,SRMA2,SRAM3,AHB1,AHB2,APB1,APB2,D2-to-D1 AHB总线和D2-to-D3 AHB总线。) I  S1 p2 W7 P

0 Q" e4 J4 \7 z4、  D3 Domain
/ D5 [6 I; w. f
4 B7 n: }3 h, ED3域的各个外设是挂在32位AHB总线组成3*2的矩阵上。3 d# V( i. y, @; m
5 D3 h' \) a4 J+ l
3个从接口,外接的主控D1-to-D3 AHB总线,D2-to-D3 AHB总线和BDMA。
, v, k, r4 w% R1 g
7 J5 T) n) L6 v3 V  e2个主接口,外接的从设备是AHB4,SRAM4和Bckp SRAM。另外AHB4也是这个总线矩阵分支出来的,然后再由AHB4分支出APB4总线  P3 Z! _8 c1 `5 W

& |9 u! j5 V; [6 v1 F**各块RAM特性**& @( o8 b3 j: b( J; s
4 i6 v$ p9 P( m- W" m0 o: s
各块RAM的特性对比如下,特别注意他们支持的最大速度和容量大小。
: }5 _+ \) [5 e4 U: E- a  P/ i& s" Q3 q* n8 H- _8 F
**TCM区**
$ t3 y, L# i1 N9 t6 n- B8 C$ w
- w+ f# r' ]1 O4 @- _5 BTCM : Tightly-Coupled Memory 紧密耦合内存 。ITCM用于运行指令,也就是程序代码,DTCM用于数据存取,特点是跟内核速度一样,而片上RAM的速度基本都达不到这个速度,所以有降频处理。
# K6 a. Z2 b! Q1 y5 a6 Q6 x# z* f, `) b% g) L, U1 v
速度:400MHz。DTCM地址:0x2000 0000,大小128KB。ITCM地址:0x0000 0000,大小64KB。4 G& Q4 E/ I2 V
/ R0 o% s2 U1 ?2 _8 G4 k
**AXI SRAM区**
0 g' `$ l. n& [" M/ P
! f9 m. E' T, j4 s位于D1域,数据带宽是64bit,挂在A**线上。除了D3域中的BDMB主控不能访问,其它都可以访问此RAM区。6 ^, w( o; K2 v

$ A0 A/ R! J: z/ S7 e3 h速度:200MHz。地址:0x2400 0000,大小512KB。用途:用途不限,可以用于用户应用数据存储或者LCD显存。6 P" M% h2 D$ G$ q

% ?5 ^$ c7 Z$ H6 c: @% N**SRAM1,SRAM2和SRAM3区**5 C8 f1 ^( O1 Q' M! K9 K. h

/ X* s% a. F& t6 ]9 _3 w位于D2域,数据带宽是32bit,挂在AHB总线上。除了D3域中的BDMB主控不能访问这三块SRAM,其它都可以访问这几个RAM区。# o  N, t0 ?6 W, k7 ]
( |6 v9 y4 A) B4 z
速度:200MHz。+ B. l& |2 U- @

( S" A% _/ g; N  T9 M# NSRAM1:地址0x3000 0000,大小128KB,用途不限,可用于D2域中的DMA缓冲,也可以当D1域断电后用于运行程序代码。* w5 z( S% t$ T4 f

6 a6 P/ Y+ |; E4 qSRAM2:地址0x3002 0000,大小128KB,用途不限,可用于D2域中的DMA缓冲,也可以用于用户数据存取。
  T1 I' ~! c+ X1 n* r9 u
& _  I6 U! E; |0 R+ SSRAM3:地址0x3004 0000,大小32KB,用途不限,主要用于以太网和USB的缓冲。1 L$ {4 p/ H5 ]4 h3 c
3 u) M% A# f& Z/ U& W, q
**SRAM4区**
7 f* E7 P7 i: [
6 B8 G, _9 C0 S位于D3域,数据带宽是32bit,挂在AHB总线上,大部分主控都能访这块SRAM区。* ?# ^$ d" E# }9 J$ q( O5 ~
: o6 y/ f) I. t6 r; J& g# f& i
速度:200MHz。. d+ N2 ]& _0 M: X5 b

. a8 P/ a4 q9 c: z4 n/ X地址:0x3800 0000,大小64KB。1 Y9 X0 {5 _. h& B- U5 n, D
4 j7 g# e) T! j/ m. d0 r9 B% R) a6 ]
用途:用途不限,可以用于D3域中的DMA缓冲,也可以当D1和D2域进入DStandby待机方式后,继续保存用户数据。
- |' U) Y3 ~, c  ^
3 P/ B- f: J" n( |  Z1 Q+ w**Backup SRAM区**! U: O1 j5 o# g: H  X( e* o7 x
3 c7 d* m' M- h# I/ R
备份RAM区,位于D3域,数据带宽是32bit,挂在AHB总线上,大部分主控都能访问这块SRAM区。0 o* \  ]& o0 N# }8 z

; n* y  c5 I* x9 Y0 g" I速度:200MHz。  e3 B1 K' S3 `- p8 Z' n6 T
( @3 S* u( i6 G/ S, z% H$ l
地址:0x3880 0000,大小4KB。* T+ o! j( u$ J) T2 l) u7 w/ U
9 @4 s8 ?0 F3 Q3 T# ?) \
用途:用途不限,主要用于系统进入低功耗模式后,继续保存数据(Vbat引脚外接电池)。& b1 z+ k$ q6 x' S/ O
# ]- J# i5 ^/ q  z
RAM的时钟问题
3 ^2 t, c& z4 a0 u' W
5 F4 f  Y+ r2 U: c正常情况下,系统上电后,CPU要访问的外设是需要使能对应的时钟位,但是下面这几个,CPU上电即可访问,而且芯片没有对应的寄存器使能位。+ k0 v# U4 }" {( G( L, d' U, j

+ o+ b2 z: g  H+ {: [3 S& y![TCM_03.png](http://uphotos.eepw.com.cn/jobs/pics/1741255389164756.png "1741255389164756.png")5 J2 L5 `  S; T$ Q* Q* N3 j

3 ?& P/ ]2 u4 |. _: F也就是说AXI SRAM,SRAM4,ITCM和DTCM可以在上电后直接使用。而SRAM1,SRAM2,SRAM3是需要使能的,但是实际测试发现,不使能也可以正常使用。不过,建议用到时候开启下时钟,防止意想不到的问题发生。
5 U; }9 \) A/ c3 R1 ?
4 g- j3 t& V6 d2 y! J**RAM的DMA问题**
0 P6 i1 {% i. S: \& I* s% {; a+ h* Y) z
先看下面的Bus Master总线主控端和Bus Slave设备端的控制互联:
3 [6 K# I4 `# W) }3 s2 T. y  K7 d7 h; a1 z2 k. [
![TCM_04.png](http://uphotos.eepw.com.cn/jobs/pics/1741255635967624.png "1741255635967624.png")3 @3 G: ~2 f: }  ?2 Q9 `
. A" ]! ^; E! n' m0 _# w8 w
加粗字体是64位总线(ITCM,DTCM,Flash A,Flash,AXI SRAM,FMC等),普通字体是32位总线。
5 U- b+ F8 \" X* u3 t访问通路(每个小方块里面的字符)" Y+ t: I# O5 f- `3 u
任何有数字的表示有访问通路。
( N) n1 {4 }5 K* X短横杠“-”表示不可访问。
$ ]# @0 o7 U$ A! W0 m) E有灰色阴影的表示有实用价值的访问通路。+ s, X% ]5 f) u- U# S) U+ e
表格中具体数值所代表的含义% S6 s% z5 v3 X# i6 \: P, u
D=direct,) e+ S3 G) e/ e9 ~: C& W  l' @
1=via AXI bus matrix,. I) J0 c7 m. }5 c0 d
2=via AHB bus matrix in D2,
4 H1 n& _. V( w1 e) h- H% S. x3=via AHB bus matrix in D3,+ p3 I. \, N+ U: p0 W* M
4=via AHB/APB bridge in D1,' V& S( i+ G' L" Y1 F) X: t
5=via AHB/APB bridge in D2,+ D6 A: I0 \6 K% {: W- j, H
6=via AHB/APB bridge in D3,) i" J/ E7 A, _  V% H" s/ m0 Z
7=via AHBS bus of Cortex-M7,1 ~9 L& ^4 V3 T. P
2 ?( C6 ?) ^! ?9 \
多个数值组合 = 互连路径以数字的顺序经过多个矩阵或/和桥。
( \% p3 y6 ~- l; J% [9 A# s7 K4 j+ i$ {  d/ W$ U
总线访问类型
: D! ]; C1 H0 R! l& D- K
+ k0 x; m; ?: N- s1 v普通字体表示32位总线。
4 Z4 N' v: ?& j+ P- t  p2 s
3 l: o$ v0 @: C/ M% O. b4 g( h斜体表示32位总线主机端/ 64位总线从机端。/ I) B! ]6 U) C3 _
( k! u& K8 e2 y/ X; M
粗体表示64位总线。
! N% B- c" M9 o/ w5 s" d# ^  R
0 r, q+ m8 e4 u: N2 ?通过这个总线互联图,要了解到下面三个重要知识点:
, O7 h8 A' C" v8 V; u# Y! X4 l( e# n& ?; t+ \$ j7 L# F
DTCM和ITCM不支持DMA1,DMA2和BDMA,仅支持MDMA。: E! j, L: x! ^2 K1 n( i3 a0 Y

: R. w+ P# N4 Y- J5 r2 {7 W3 zAXI SRAM,SRAM1,SRAM2,SRAM3不支持BDMA,支持MDMA,DMA1和DMA2。
6 [0 p8 w  N( m  [% ]7 `6 A: ^0 {" s0 J/ x: k1 z
SRAM4支持所有DMA,即MDMA,DMA1,DMA2和BDMA。7 w, I( f( n, n. _9 t
1741255635967624.png
1741255389164756.png
1741253722489722.png
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