Распределение ОЗУ памяти для ARM Cortex M4 Опции

[masterok]

Добрый день уважаемые форумчане.

Уже не первый день мучаюсь с вопросом о том как можно грамотно распределить память для своего проекта.

Имеется плата с:
- МК NXP LPC4357 - 32 бит, ядро Cortex-M4, сопроцессор Cortex-M0, Flash 1 МБ, 136 кБ RAM, 16 кБ EEPROM, 64 кБ ROM, 128 байт OTP;
- 16 МБ NOR Flash;
- 4 МБ Quad-SPI Flash;
- 16 МБ SDRAM;
- 16 кБ I2C EEPROM.

В проекте собираюсь задействовать FreeRTOS, LwIP, modbusTCP, emWin, работу с microSD и еще несколько специфичных для устройства задач.

Буду очень признателен услышать ваше мнение о том что и куда распределили бы вы.

Свои же рассуждения приведу ниже.

Первое с чего решил начать - это выбор памяти для записи самой программы. По своему опыту работы с ARM7 всегда писал во встроенную в МК флэш память и был счастлив. А здесь как я понимаю вариантов уже больше - имеем Flash 1 МБ и некую 4 МБ Quad-SPI Flash, также предназначенную для хранения программы. Так как на данный момент программа не большая, то решил остановиться на первом варианте. Но если появится необходимость в памяти большего размера, то для меня не совсем понятно как надо настроить проект, чтобы контроллер знал, что прошивка лежит во внешней 4 МБ Quad-SPI Flash (использую Keil)..

Дальше взялся за конфигурацию startup - требуется определить размер стека и кучи. Но здесь все будет завязано на то как настрою FreeRTOS. Во FreeRTOS существует 4 варианта выделения памяти heap1.c, heap2.c, heap3.c, heap4.c. Решил что буду пользоваться heap3.c. Соответственно размер кучи в этом случае назначается в startup.
Но вопрос в том что какого размера должна быть эта куча и где размещена для того что бы FreeRTOS запустила работу со стеком LwIP, modbusTCP и в дальнейшем заработала с emWin.
При этом 136 Кб встроенной памяти ОЗУ разделены на части и разбросаны по всему адресному пространству МК. Так же складывается ощущение, что за счет только этих 136 Кб решить задачу не удастся, может ошибаюсь. Но напрашивается вопрос о том как с пользой использовать 16 Мб внешней памяти и что для этого требуется сделать..

Сообщение отредактировал masterok - Jun 3 2016, 08:48

[jcxz]

- 16 МБ NOR Flash;
- 4 МБ Quad-SPI Flash;
- 16 МБ SDRAM;
- 16 кБ I2C EEPROM.

А зачем такой зоопарк из стольких типов разной флеши??? Плюс ещё встроенная флешь МК и SD...

Но если появится необходимость в памяти большего размера, то для меня не совсем понятно как надо настроить проект, чтобы контроллер знал, что прошивка лежит во внешней 4 МБ Quad-SPI Flash (использую Keil)..

Вы сперва хотя-бы попробуйте написать прошивку такого размера, чтобы в 1МБ не влезла.

может ошибаюсь. Но напрашивается вопрос о том как с пользой использовать 16 Мб внешней памяти и что для этого требуется сделать..

Странно как-то у вас платы разрабатываются - сперва зачем-то прилепили SDRAM (плюс куча флешей), а затем начали думать как и для чего её использовать....
Сначала ставится задача - что надо сделать. Затем - определяются пути её решения и средства для этого необходимые. Не надо ставить телегу впереди лошади.

[Lmx2315]

Странно как-то у вас платы разрабатываются - сперва зачем-то прилепили SDRAM (плюс куча флешей), а затем начали думать как и для чего её использовать....
Сначала ставится задача - что надо сделать. Затем - определяются пути её решения и средства для этого необходимые. Не надо ставить телегу впереди лошади.

..действительно, не ставьте ничего лишнего!
А если вдруг потом понадобится - просто переразведите плату.

[masterok]

Взятая плата - это готовое решение - evolution board Keil MCB4357 и как я понимаю производитель хотел сделать ее на все случаи жизни.
Моя задумка в том, чтобы сейчас с помощью нее отточить навыки работы с необходимым функционалом, а дальше как вы правильно подметили изготовить свою плату.

Карту памяти MicroSD планирую задействовать для ведения лога работы программы в виде обычных текстовых файлов. Тем более что на плате есть модуль RTC и батарейка.

Сообщение отредактировал masterok - Jun 3 2016, 10:23

[Непомнящий Евген...]

Первое с чего решил начать - это выбор памяти для записи самой программы. По своему опыту работы с ARM7 всегда писал во встроенную в МК флэш память и был счастлив. А здесь как я понимаю вариантов уже больше - имеем Flash 1 МБ и некую 4 МБ Quad-SPI Flash, также предназначенную для хранения программы. Так как на данный момент программа не большая, то решил остановиться на первом варианте. Но если появится необходимость в памяти большего размера, то для меня не совсем понятно как надо настроить проект, чтобы контроллер знал, что прошивка лежит во внешней 4 МБ Quad-SPI Flash (использую Keil)..

Вам придется написать загрузчик, который будет программу из этой флеши копировать в sdram, а оттуда ее уже можно исполнять. Но учтите, что кортекс заточен все ж под программу во внутренней флеши, скорость исполнения из sdram вероятно будет ниже. Опять де внутреннюю флеш можно залочить стандартными средствами, с внешней придется уже заморачиваться самому.

Дальше взялся за конфигурацию startup - требуется определить размер стека и кучи. Но здесь все будет завязано на то как настрою FreeRTOS. Во FreeRTOS существует 4 варианта выделения памяти heap1.c, heap2.c, heap3.c, heap4.c. Решил что буду пользоваться heap3.c. Соответственно размер кучи в этом случае назначается в startup.
Но вопрос в том что какого размера должна быть эта куча и где размещена для того что бы FreeRTOS запустила работу со стеком LwIP, modbusTCP и в дальнейшем заработала с emWin.
При этом 136 Кб встроенной памяти ОЗУ разделены на части и разбросаны по всему адресному пространству МК. Так же складывается ощущение, что за счет только этих 136 Кб решить задачу не удастся, может ошибаюсь. Но напрашивается вопрос о том как с пользой использовать 16 Мб внешней памяти и что для этого требуется сделать..

насчет разбиения вашей внутренней памяти не подскажу, с этим МК не сталкивался. Во фриртосе вроде как есть куча, которая умеет жить в нескольких несвязанных регионах ОЗУ. Чтобы работать со sdram, надо настроить процессор (в stm32f4 это FMC, что у вас - не знаю). После этого sdram просто доступна по какому-то адресу. Указываете frertos держать кучу там и вуаля.

[skripach]

Имеется плата с:
- МК NXP LPC4357 - 32 бит, ядро Cortex-M4, сопроцессор Cortex-M0, Flash 1 МБ, 136 кБ RAM, 16 кБ EEPROM, 64 кБ ROM, 128 байт OTP;
- 16 МБ NOR Flash;
- 4 МБ Quad-SPI Flash;
- 16 МБ SDRAM;
- 16 кБ I2C EEPROM.

-программа во внутренней флешке
-стек и куча во внутреннем ОЗУ
-большие "медленные" данные в SDRAM
-настройки в EEPROM
QSPI Flash, прикольно что от туда можно исполняться, но ооочень медленно.

[jcxz]

Вам придется написать загрузчик, который будет программу из этой флеши копировать в sdram, а оттуда ее уже можно исполнять. Но учтите, что кортекс заточен все ж под программу во внутренней флеши, скорость исполнения из sdram вероятно будет ниже.

Скорей всего не нужны там никакие самопальные загрузчики. По-крайней мере в безфлешевых МК семейства LPC43xx встроенный ROM-загрузчик может либо копировать исполняемый код из внешних чипов памяти сидящих на разных интерфейсах (I2C, SPI, SPIFI и т.д.) во внутреннее или внешнее ОЗУ, либо грузить его в ОЗУ из UART, USB и т.п., либо напрямую выполнять код из внешней FLASH-памяти подключенной по SPIFI. При компиляции необходимо образ прошивки создавать либо для загрузки и выполнения в ОЗУ (встроенный загрузчик копирует в ОЗУ и передаёт ему управление), либо для выполнения кода напрямую по адресам компоновки для памяти отображаемой в адресное пространство МК (SPIFI или любая память сидящая на параллельной шине, если она есть в вашем МК).
"Заточенность" кортекса под выполнение кода из какого-то типа памяти определяется частотой этой памяти и пропускной способностью шины к ней. И очень сильно ещё на это влияет наличие кешей.

[jorikdima]

Все в памяти МК. Все должно влезть. Ну не влезет, переместите. Сейчас нечего этим заниматься.

[IgorKossak]

Исполнять программу из SPI Flash не очень хорошо, хоть и можно.
Она скорее предназначена для загрузчика. Но я храню в ней ещё и логи. Обе эти операции не требуют больших скоростей.

[scifi]

Имеется плата с:
- МК NXP LPC4357 - 32 бит, ядро Cortex-M4, сопроцессор Cortex-M0, Flash 1 МБ, 136 кБ RAM, 16 кБ EEPROM, 64 кБ ROM, 128 байт OTP;
- 16 МБ NOR Flash;
- 4 МБ Quad-SPI Flash;
- 16 МБ SDRAM;
- 16 кБ I2C EEPROM.

Стюардесса в салоне нового лайнера объявляет о том, что находится в самолете:
- На первой палубе - багаж, на второй - бар, на третьей - поле для гольфа, на четвертой бассейн.
И добавляет:
- А теперь, господа, пристегнитесь. Сейчас со всей этой #%йней мы попробуем взлететь.

Короче, много лишнего там

[jcxz]

Исполнять программу из SPI Flash не очень хорошо, хоть и можно.
Она скорее предназначена для загрузчика. Но я храню в ней ещё и логи. Обе эти операции не требуют больших скоростей.

Никто не спорит, что конечно код оттуда считывается медленнее, но не нужно там располагать код требующий большого быстродействия.
В безфлешевых МК быстрый код нужно копировать в ОЗУ на старте, а тот где не нужно большой скорости (а такого кода имхо большая часть обычно) - можно и в SPIFI.
К тому же никто не отменял кеш.
У ТС конечно смысла в этом нет - у него есть встроенная FLASH. Но если например будут нужны какие-то массивы данных большого размера (картинки и т.п.), то их можно хранить в этой SPIFI памяти - доступ к ней удобнее чем к просто SPI-флешке.