Memory应用笔记

1. 基本功能介绍

1.1 Memory资源概述

  • GR5xx提供的Memory资源如下（更多详情参见对应芯片Datasheet）：

SoC SRAM (Up to KB) Flash (Up to KB)
GR533x 96 512
GR5513 128 512
GR5515 256 1024
GR5525 256 1024
GR5526 512 1024

1.2 Memory布局

  • 不同芯片的SRAM和Flash布局有所不同，详情见芯片对应的开发者指南，如GR551x的Flash和SRAM布局可参考《GR551x开发者指南》“Flash存储映射”和“RAM存储映射”章节。

1.3 典型应用资源使用和用户可用资源情况

  • GR5515典型应用资源使用和用户可用资源情况（基于SDK V2.0.1, ARMCC V5.06 update 1(build 61), -O2, System stack 8KB, System heap 0KB。不同SDK版本、SDK示例、编译器和优化选项，结果有所不同，以实际编译结果为准）：

Role Example ADV Number SCAN Number Bluetooth LE Connection Number Bluetooth LE Bond Number System Used SRAM (KB) System Used Flash (KB) Customer Available SRAM (KB) Customer Available Flash (KB)
Central ble_app_cts_c 0 1 1 1 51 92 205 932
Central ble_app_cts_c 0 1 4 4 65 92 191 932
Peripheral ble_app_cts 1 0 1 1 48 83 208 941
Peripheral ble_app_cts 1 0 4 4 60 83 196 941
Central+Peripheral ble_app_hrs_rscs_relay 1 1 4 4 66 99 190 925

  • GR533x典型应用资源使用和用户可用资源情况（基于SDK V1.0.5, ARMCC V5.06 update 1(build 61), -O2, System stack 4KB, System heap 0KB。不同SDK版本、SDK示例、编译器和优化选项，结果有所不同，以实际编译结果为准）：

Role Example GATTC Support GATTS Support Master Support Slave Support ADV Number SCAN Number Bluetooth LE Connection Number Bluetooth LE Bond Number System Used SRAM (KB) System Used Flash (KB) Customer Available SRAM (KB) Customer Available Flash (KB)
Central ble_app_cts_c 1 0 1 0 0 1 1 1 42 113 54 399
Central ble_app_cts_c 1 0 1 0 0 1 4 4 48 113 48 399
Peripheral ble_app_cts 0 1 0 1 1 0 1 1 41 106 55 406
Peripheral ble_app_cts 0 1 0 1 1 0 4 4 47 106 49 406
Central+Peripheral ble_app_hrs_rscs_relay 1 1 1 1 1 1 4 4 50 122 46 390

2. 应用笔记

2.1 链接脚本应用指南（以ARMCC Scatter File为例，其他链接脚本类似）

不同芯片的Scatter文件略有差异，以下是GR551x的Scatter文件的各个执行域，其他芯片类似：

  • LR_FLASH

    • 固件的加载域，指定固件的起始地址（APP_CODE_RUN_ADDR）和固件最大大小（FLASH_SIZE）。

  • FLASH_CODE

    • 固件代码执行域，指定固件代码段的起始地址（APP_CODE_RUN_ADDR）和代码段的最大大小（APP_MAX_CODE_SIZE）。

  • TINY_RAM_SPACE

    • SDK内部存放代码的RAM区域，用户无需关注此区域。

  • FPB

    • SDK内部存放FPB数据的RAM区域，用户无需关注此区域。

  • RAM_RW

    • 存放程序已经初始化且数据不为0的全局变量的区域。

  • RAM_CODE

    • 存放SDK和用户代码的RAM区域。

    • 放在RAM_CODE的代码可以分为两类：

      • 一是某些函数由于涉及到Flash操作的代码必须常驻内存，如果放到Flash中就会造成死机。

      • ⼆是放到RAM中执⾏的函数每次被调⽤时不需要在Cache未命中时从Flash重新读取，可以节省时间，所以对于⼀些执⾏时间有要求的函数可以放到常驻内存，提⾼执⾏效率。SDK中将睡眠唤醒等⼀些需要经常执⾏的函数常驻内存，⼤⼤降低执⾏时间，最终达到节省功耗的目的。

  • RAM_RESERVE

    • RAM不会被初始化的执行域。

  • RAM_ZI

    • RAM中存放程序未初始化的全局变量和初始化为0的全局变量的区域。

  • ARM_LIB_HEAP

    • C库内存动态分配的Heap（如malloc等函数），C库的malloc等函数由于不具备线程安全，不建议用户使用C库提供的内存动态分配函数（如malloc）和内部带有malloc函数的C库函数（如strdup）。若用户是裸机开发，可使用app_memory模块；若使用RTOS，则建议使用RTOS的内存分配函数。

  • ARM_LIB_STACK

    • 系统栈执行域。用户可以根据实际情况调整栈大小，GR551x的栈空间不能小于8 KB，GR531x的栈空间不能小于4 KB。

2.2 计算程序所用RAM和固件大小（ARMCC编译器，其他编译器可参考以下方法）

2.2.1 GR551x（SDK V2.0.1，用户未修改链接脚本）

  • GR551x RAM使用情况

    • 在\Keil_5\Listings目录找到map文件。

    • 用文本编辑器打开map文件，找到ARM_LIB_HEAP的起始地址并记为ARM_LIB_HEAP_START_ADDR，如下所示ARM_LIB_HEAP的起始地址为0x0080ce28：

      Execution Region ARM_LIB_HEAP (Base: 0x0080ce28, Size: 0x00000000, Max: 0x00000000, ABSOLUTE)
Base Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name        Object
0x0080ce28   0x00000000   Zero   RW            1    ARM_LIB_HEAP.bss    anon$$obj.o

    • 可用以下公式算出RAM使用为59.45 KB：

      RAM_USED = ARM_LIB_HEAP_START_ADDR - RAM_BASE_ADDR + SYSTEM_HEAP_SIZE + SYSTEM_STACK_SIZE
// 假设ARM_LIB_HEAP_START_ADDR=0x0080ce28，SYSTEM_HEAP_SIZE = 0KB, SYSTEM_STACK_SIZE= 8KB
RAM_USED = 0x0080ce28 - 0x00800000 + 0 * 1024 + 8 * 1024 = 60872 B = 59.45 KB

  • GR551x固件大小

    • 有多种获得固件大小的方法，以下是两种比较常用的方法：

      • 第一种是最直接的方法，在\Keil_5\Listings目录找到.bin文件，直接查看文件的大小。

      • 第二种方法是分析map文件：

        • 在\Keil_5\Listings目录找到map文件。

        • 用文本编辑器打开map文件并找到Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)，如下所示，固件大小为82.21 KB：

          Total RO  Size (Code + RO Data)                82952 (  81.01kB)
Total RW  Size (RW Data + ZI Data)             30192 (  29.48kB)
Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)      84184 (  82.21kB)

2.2.2 GR533x （SDK V1.0.5，用户未修改链接脚本）

  • GR533x RAM使用情况

    • 在\Keil_5\Listings目录找到map文件。

    • 用文本编辑器打开map文件，找到FPB_TABLE的起始地址并记为FPB_TABLE_START_ADDR，如下所示FPB_TABLE的起始地址为0x20008500：

      Execution Region FPB_TABLE (Base: 0x20008500, Size: 0x00000040, Max: 0x00000050, ABSOLUTE)
Base Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name        Object
0x20008500   0x00000040   Data   RW         2700    FPB                 ble_sdk.lib(sdk_fpb_mgmt.o)

    • 找到ARM_LIB_STACK的起始地址并记为ARM_LIB_STACK_START_ADDR，如下所示ARM_LIB_STACK的起始地址为0x20013b80：

      Execution Region ARM_LIB_STACK (Base: 0x20013b80, Size: 0x00002000, Max: 0x00002000, ABSOLUTE)
Base Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name        Object
0x20013b80   0x00002000   Zero   RW            2    ARM_LIB_STACK.bss   anon$$obj.o

    • 可用以下公式算出RAM使用为50.44 KB：

      // RAM_END_ADDR - ARM_LIB_STACK_START_ADDR，是因为System stack后面会分配一段RAM区域给BLE Controller用
RAM_USED = FPB_TABLE_START_ADDR - RAM_BASE_ADDR + FPB_TABLE_SIZE + SYSTEM_HEAP_SIZE + (RAM_END_ADDR - ARM_LIB_STACK_START_ADDR)
// 假设FPB_TABLE_START_ADDR=0x20008500，SYSTEM_HEAP_SIZE = 0KB, ARM_LIB_STACK_START_ADDR=0x20013b80
RAM_USED = 0x20008500 - 0x20000000 + 0x40 + 0 * 1024 + (0x20018000 - 0x20013b80) = 51648 B = 50.44 KB

  • GR33xx固件大小

    • GR533x的固件大小可参考GR551x 固件大小的计算方法。