Memory

本章主要介绍 RTL87x2G 的内存系统。

Memory Map

RTL87x2G 的内存系统是基于 Arm Cortex-M55 的内存映射架构设计的，主要由 ROM 、 RAM 、Cache、Flash 和 eFuse 组成。其设计通过将 ARM 地址映射与 Realtek 定义的内存区域进行匹配，如图 RTL87x2G 的内存映射所示。

Realtek 定义的内存区域详细情况如下：

Realtek 定义的内存区域
内存类型	分布	起始地址	结束地址	总大小（字节）
ROM		0x00000000	0x0007FFFF	512K
RAM	ITCM1	0x00100000	0x0012FFFF	192K
	DTCM0	0x00130000	0x0013FFFF	64K
	DTCM1	0x00140000	0x0014FFFF	64K
	Data SRAM	0x00200000	0x00203FFF	16K
	Buffer SRAM	0x00280000	0x0028BFFF	48K
Cache	I-Cache			32K
Cache	D-Cache			16K
Flash	SPI Flash	0x04000000	0x07FFFFFF	64M*
eFuse	eFuse			1K

备注

* 表示映射空间最大是 64M，实际以使用 Flash 大小为准。

ROM

ROM 的地址空间为 0x0~0x7FFFF，总大小为 512KB，固化了 Bootloader、Flash Driver、Power Manager、Bluetooth Controller 及 Platform features 等程序模块。RTL87x2G ROM 为 APP 开放了一些模块，如 Flash Driver 等。RTL87x2G SDK 提供了这些 ROM 模块的头文件，用户可以访问内置 ROM 函数，以减少应用程序代码的大小和所需的 RAM 大小。

RAM

内存空间分布

RAM 分三块，分别是 TCM，Data SRAM 和 Buffer SRAM。其中 TCM 又可以分成三块，分别是地址空间为 0x00100000 ~ 0x0012FFFF 总大小 192KB 的 ITCM1、地址空间为 0x00130000 ~ 0x0013FFFF 总大小 64KB 的 DTCM0 和地址空间为 0x00140000 ~ 0x0014FFFF 总大小 64KB 的 DTCM1，三块空间地址连续。

TCM：一种专门设计的内存类型，着重于提供低延迟、高带宽和确定性访问的特性，包含 ITCM 和 DTCM：
- ITCM：专门用于存储程序指令的 TCM 类型，使得 CPU 可以极快速地访问和执行其中的代码。
- DTCM：一种专门用于存储数据的 TCM 类型，提高这些数据的访问速度。

RTL87x2G 的 RAM 空间分为 5 部分，都可以用来存储数据和执行代码。

RAM 空间分布
分布	起始地址	地址空间	大小
ITCM1	0x00100000	0x00100000~0x0012FFFF	192KB
DTCM0	0x00130000	0x00130000~0x0013FFFF	64KB
DTCM1	0x00140000	0x00140000~0x0014FFFF	64KB
Data SRAM	0x00200000	0x00200000~0x00203FFF	16KB
Buffer SRAM	0x00280000	0x00280000~0x0028BFFF	48KB

对于 TrustZone enable 和 TrustZone disable 其内存空间分布会有所不同，具体如下：

TrustZone Disable 内存空间分布

../../../../_images/TrustZone_disable_RAM_layout.png — TrustZone disable RAM 布局

备注

TrustZone disable 时，不区分 secure 和 non-secure。

TrustZone disable RAM 用途如下，每个部分都有固定的排布顺序和特定的用途。

TrustZone disable RAM 用途
内存类型内存	内存用途	内存可变
S ROM data	存放 Secure ROM Code 中全局变量和静态变量	否
Main Stack	启动和中断服务例程中使用该 stack	否
Boot Patch RAM	存放 Boot Patch 全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	否
System Patch RAM	存放 System Patch 全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	否
Stack Patch RAM	存放 Stack Patch 全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	否
NS ROM data	存放 Non-Secure ROM Code 中全局变量和静态变量	否
DTCM + ITCM Heap	供 Non-Secure ROM code、System Patch code、Bluetooth Host code 和 APP code 动态申请空间使用	是
APP RAM	存放 APP 中全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	是
Bluetooth Host RAM	存放 Bluetooth Host 全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	是

TrustZone Enable 内存空间分布

../../../../_images/TrustZone_enable_RAM_layout.png — TrustZone enable RAM 布局

TrustZone enable RAM 用途
内存类型	内存用途	内存可变
S ROM data	存放 Secure ROM Code 中全局变量和静态变量	否
Secure Main Stack	Secure 启动和中断服务例程中使用该 stack	否
Boot Patch RAM	存放 Boot Patch 全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	否
System Patch RAM	存放 System Patch 全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	否
Stack Patch RAM	存放 Stack Patch 全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	否
NS ROM data	存放 Non-Secure ROM Code 中全局变量和静态变量	否
NS Main Stack	Non-secure 启动和中断服务例程中使用该 stack	否
Secure Heap	供 Secure ROM code 和 Secure APP code 动态申请空间使用	是
Secure APP RAM	存放 Secure APP 中全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	是
NS DTCM + ITCM Heap	供 Non-Secure ROM code、System Patch code，BT Host stack code 和 APP code 动态申请空间使用	是
NS APP RAM	存放 NS APP 中全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	是
Bluetooth Host RAM	存放 Bluetooth Host 全局变量和静态变量以及在 RAM 上执行的 code	是

可调整的 RAM 区域都是统一通过 mem_config.h 中不同的宏定义修改。NS_RAM_UPPERSTACK_SIZE 必须根据使用的 BT Host image 的版本对应设定。不同的 BT Host image 占用不同大小的 DTCM，请注意看 BT Host 发布文件及其说明。根据应用需要调整 NS_RAM_UPPERSTACK_SIZE 的大小。

可调整的 RAM 区域
内存类型	宏
BT Host stack RAM	NS_RAM_UPPERSTACK_SIZE
APP RAM	NS_RAM_APP_SIZE
DTCM + ITCM Heap	NS_RAM_APP_RESERVED_SIZE - NS_RAM_APP_SIZE - NS_RAM_UPPERSTACK_SIZE

APIs

通过调用 API：os_mem_alloc 可从 NS DTCM Heap、Data SRAM Heap 或者 Buffer SRAM Heap 上动态申请内存，由参数 ram_type 指定申请的类型，分别对应 RAM_TYPE_DATA_ON、RAM_TYPE_EXT_DATA_SRAM 和 RAM_TYPE_BUFFER_ON，具体代码如下：

typedef enum
{
    RAM_TYPE_DATA_ON,        //DTCM Heap
    RAM_TYPE_DATA_OFF = RAM_TYPE_DATA_ON,
    RAM_TYPE_BUFFER_ON,
    RAM_TYPE_BUFFER_OFF = RAM_TYPE_BUFFER_ON,
    RAM_TYPE_EXT_DATA_SRAM,  //Ext DATA SRAM heap
    RAM_TYPE_NUM
} RAM_TYPE;

/**
* @brief  Allocate memory dynamically from Data RAM Heap or Buffer RAM heap
* @param  ram_type : specify which heap to allocate memory from
* @param  size: memory size in bytes to be allocated
* @retval pointer to the allocated memory
*/
#define os_mem_alloc(ram_type, size)
        os_mem_alloc_intern(ram_type, size, __func__, __LINE__)

其他动态申请内存的 APIs 如下。（详细信息参考 os_mem.h）

动态申请内存 APIs
API	说明
`os_mem_zalloc`	申请的内存被初始化为 0
`os_mem_aligned_alloc`	申请的内存按照指定的方式对齐
`os_mem_free`	释放申请到的内存
`os_mem_aligned_free`	释放按指定方式对齐申请的内存
`os_mem_peek`	统计指定 RAM 类型的未使用的内存大小

统计 RAM 使用情况

根据 APP 使用 RAM 的方式，分为静态区和动态区。

统计 APP RAM 使用的静态区大小

查找 Build 生成的 app.map 文件来找到 APP RAM 中分配的首地址，结束地址以及使用的大小。通过查找加载区 ER_IRAM_NS map，可以确定 APP RAM 的静态使用情况。

../../../../_images/ER_IRAM_NS_Map.png — ER_IRAM_NS map

统计动态区剩余大小

通过 os_mem_peek 函数可以获取指定 RAM 类型的剩余 heap size。

调整 APP 可使用 RAM 大小

如果想进一步增加 APP 可使用 RAM 的总大小，可通过以下两种方式：

修改 MP Tool Config Setting 中 Stack 界面的一些 Stack 设定，例如蓝牙链路数目，AE 和 PSD 功能等。

../../../../_images/MPTool_Stack_Config_Setting.png — MP Tool Config Setting 中 Stack 界面

关闭 log：修改 MP Tool Config Setting 中 Log 界面将 log 改为 “log disable”。

Cache

RTL87x2G 支持 32KB I-Cache 和 16KB D-Cache。

Cache 默认策略：

Flash 默认是 Cacheable。
Data SRAM 和 Buffer SRAM 默认是 Non-Cacheable。

Flash

详见 Flash。

PSRAM

详见 PSRAM。

eFuse

eFuse 是一种一次编程的存储体，用来存储重要且固定的信息，例如：UUID，security key 以及其它只会配置一次的信息。eFuse 中每一 bit 不能从 0 改成 1，并且也没有擦除的操作，所以更新 eFuse 要十分小心。Realtek 提供 MP Tool 更新 eFuse。