STM32单片机的内存分布

1万 · 2024-8-31 13:20

STM32具有和PC机类似的结构组成。那么我们平时听到的RAM和ROM就相当于PC的内存条和硬盘，当然了PC的硬盘和单片机的ROM也并不是所谓的只读，只不过以前的技术原因很难做到多次读写，因为最初的存储器是纸带、熔丝或者其他一次性存储器，因此只能读取，也就是ROM，当然那时候也不需要持续的修改。随着技术的革新，这些最初的ROM慢慢的增大内存、增加写功能、提高读写速度。而ROM的叫法也一直延续下来。
扩展一下，为什么ROM也可以写，不用ROM当RAM呢？因为ROM还是太慢了，读取可还行（比如F7、H7就支持QSPI运行程序），写就是肉眼可见级别的延迟了。所以RAM这种需要高速读写的还是让SRAM、SDRAM、DDR等等来干吧。

那这两大块内存在单片机上是怎么分布的呢？以F103C8T6为例。

ROM&RAM声明这里就勾选使能了两块内存，一个是ROM，一个是RAM，当然也有的支持两块ROM或者ROM，这里先不管，ROM的起始地址是0x0800 0000，大小是0x2400。RAM的地址是0x2000 0000，大小是0x5000。（为什么ROM比RAM还小，因为这是个Bootloader，要占用尽可能小的空间，不然的结果就是你买的64G手机，什么都没装就还有56G）。
或者看一下默认的分散加载文件，也可以得到ROM和RAM的地址和大小。

分散加载内容       关于ROM和RAM做什么用的你应该很清楚了，不清楚我们就再叙述一下。RAM是随机存取存储器，可读可写，并且想怎么读怎么读，想怎么取怎么取，还很快。正是这种特点RAM才适合做CPU和ROM的中介，上可速度对等CPU，下可衔接ROM永久存储数据。但是呢？一断电它就清零了，就跟你敲了半天的word崩了打开就空了一样。而ROM就不会，并且ROM的空间大小可以做到很大很大。而ROM的缺点就是写比较慢，如果是串行的传输方式那么会更慢。
      CPU就非常快了，上到GHz级别，因此如果需要进行数据的读写，显然ROM速度完全跟不上，但是RAM一断电就没了，所以完美的结构是先从ROM读取到RAM，然后再运行。这就是为什么同时需要ROM和RAM。

      ROM保存着需要固化的内容，比如函数到底存储着哪些寄存器操作指令，程序到底定义了哪些全局变量，程序使用了哪些字库、图片或者数组（比如使用查表加速计算）。你下载的程序就存储在这里，比如你使用fromelf --bin !L -o .\BIN\Firmware_F4.bin指令生成了bin文件。（bin文件名称：Firmware_F4.bin 可以自定义）那么这些数据就会固化在0x0800 0000这里，就像这样。

BIN文件数据而你定义的数组则会存在0x2000 0000这块区域，具体是哪里可以使用取址指令得到地址，例如value数组的地址是：0x20000898。

数组地址打印或者你也可以直接看变量窗口的地址，如下。

变量地址查看当你写了数据，相应的就可以看到RAM的数值变化。比如执行到60行的时候，第59行的赋值就有了效果。

变量地址&数据查看相对应的内存处也产生了变化。

数组数据变化随着数组内容的写入可以看到数据的变化过程。

数组数据变化甚至你还可以看到main函数存在了哪里。

主函数存储地址又或者你直接查看Map文件。

map文件main函数存储地址这是你定义的字库的地址：0x08007B96，或者你也可以用同样的方式把它打印出来。

字库存储地址同样是数组，一个在RAM，一个在ROM，因为字库不需要更改，所以使用const关键字定义在常量区，也就是ROM。而变量数组需要更改，这里没有赋0以外的值，所以你需要多大的空间，编译器到时候给你去RAM分配就是了，然后编译器再把这些分配地址的指令写进BIN，然后你下载存储到0x0800 0000的单片机的硬盘里，到时候单片机的Cortex-M内核就知道0x2000 0000的那一块地址是属于你的数组了。
如果赋值不是0呢？可以看到，地址还是0x2000 0000这块区域。而main函数的局部变量就需要分配了，有初始非0值相当于预定了，而局部变量只有运行的时候才有会给分配地址。

全局非0初始化存储地址就好像有初始值相当于交了押金，会给你预定包间，虽然你还没住但是已经有了房间号，而你不初始化只有到了再订包间，所以在这之前你完全不知道你的房间号。并且如果你来晚了还有可能没有包间可用，已经被别人包完了，对应到单片机就是堆栈溢出了。那如果你预定都预定不到的话，就是内存不够了。

只看该作者 · 2024-8-31 21:26

早期的ROM只能被读取，不能被修改。现代的ROM类型可以进行写操作，但写入操作通常较慢。