单片机MCU内存分配

只看该作者 · 2024-2-28 13:00

谈到内存，我们都会想到PC，对于单片机或者arm来说也是存在内存的，简单的理解是：内存嘛……就是存放东西的地方，只不过这个东西是数据而已，好了，还是把重点放在mcu上面，对于一款mcu来说，在性能描述的时候都会告诉sram，flash的容量大小，对于初学者来说，也不会去考虑和理会这些东西，拿到东西就只用。其实不然，这些量都是十分重要的，仔细想想，代码为什么可以运行，代码量是多少，定义的int、short等等类型的变量究竟是怎么分配和存储的，这些问题都和内寸有关系。

首先单片机的内存可以大小分为ram和rom，这里就不再解释ram和rom的区别了，我们可以将其等效为flash和sram，其中根据flash和sram的定义可得，flash里面的数据掉电可保存，sram中的并不可以，但是sram的执行速度要快于flash，可以将单片机的程序分为code(代码存储区)、RO-data(只读数据存储区)、RW-data(读写数据存储区)和ZI-data(零初始化数据区)。在MDK编译器下可以观察到在代码中这4个量的值，如下图1所示：

图1：

其中code和RO-data存储在flash中，所以两者之和为单片机中flash需要分配给它们的空间大小(并且等于代码所生成的.bin文件大小)，另外RW-data和ZI-data存储在sram中，同样两者之和为单片机中sram需要分配给它们的空间大小。
另外，我们必然会想到栈区(stack)、堆区(heap)、全局区（静态区）(static)、文字常量区和程序代码区和上面所介绍的code、RO-data等的关系。
1、栈区（stack）：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。这些值是可读写的，那么stack应该被包含在RW-data(读写数据存储区)，也就是单片机的sram中。

2、堆区（heap）：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。可以理解，这些也是被包含在单片机的sram中的。

3、全局区（静态区）（static）：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域，程序结束后由系统释放。这些数据也是可读可写的，和stack、heap一样，被包含在sram中。

4、文字常量区：常量字符串就是放在这里的。这些数据是只读的，分配在RO-data(只读数据存储区)，则被包含在flash中。
5、程序代码区：存放函数体的二进制代码，可以想象也是被包含在flash，因为对于MCU来说，当其重新上电，代码还会继续运行，并不会消失，所以存储在flash中。