【STM32MP157 异核通信框架学习篇】（11）链接脚本 -- [额外补充: MP157板子存储分配]

qq_54050349

944人浏览 · 2025-11-16 10:55:01

qq_54050349 · 2025-11-16 10:55:01 发布

文章目录

1 概要
2 STM32MP157
3 STM32MP157 存储分配
3 总结
4 其他章节

1 概要

本章节是对第(11)章节中的内容补充，（11）章节中有提到RAM aliases和SRAMs的物理地址是一样的，所以在配置设备树的时候它们的地址范围最好是一致的，这里mcuram子节点和mcuram2子节点的地址范围设置一致。

这一章节将会对RAM aliases和SRAMs的基本设置进行讲解。

2 STM32MP157

下面，我们根据以上STM32MP157的资源分配情况来了解这款芯片的应用。

从STM32MP157的资源分配上看，通常 Linux 运行在A7上，在 Linux下就具有完整的网络、UI 显示（包括 GPU）、内存管理和安全功能，那么，A7 可用于高性能的任务处理、智能网关、图形显示和人机交互界面（HMI）应用中。例如：
① 在白色家电、工业控制和医疗设备中，可用于图形化人机交互控制终端；
② 在家居和工业控制中，可用于家庭智能网关和工业网关；
③ 在其它设备或领域中，可用于图像处理或远程界面，例如，在办公自动化以及系统监控设备中，可用于智能打印机、二维码扫描枪、智能点钞机、语音设备、电话会议设备以及系统监控的物体/人脸识别设备等。

M4通常可以运行RTOS，可以运行特定的软件应用，如：
① 运行实时传感器处理程序，例如，在M4可以访问的SPI和I2C等这些外设上接一些传感器，实时采集数据；
② 系统管理，基于PWR，M4可以让设备在 Linux 处于待机状态时唤醒；
③ 系统监控，基于PWR，当整个系统发生故障的时候，M4能够重置或者恢复整个系统。
④ 马达驱动，M4结合A7的性能，可以用于电机控制中，例如双电机控制方案。
随着工业控制、消费电子、智能家居和医疗保健等领域的互联越来越密切，就需要特定的嵌入式设计，其在实现实时控制的同时，还能够实现高性能应用控制和图像处理，针对这些需求，使用STM32MP157这样的多核异构处理器就很合适，此时，M4可用于低功耗的实时控制，A7 可用于管理较高的处理负载和开发具有丰富人机界面（HMI）的复杂应用。目前，STM32MP157 已经广泛应用于HMI（人机界面）设计、工业控制和IoT应用开发中。

3 STM32MP157 存储分配

在多核异构处理器的开发中，除了要关注外设资源怎么分配以外，我们还要关注存储资源怎么分配，特别是当存储资源有限的时候，该怎么分配、分配多大才能保证系统得以正常运行，本小节我们就来了解STM32MP157的存储资源分配情况。

3.1 内存映射关系

STM32MP157 是一款32位的ARM芯片，有4GB的存储空间，被划分为了13块，如下表2.3.1.1 所示，不同的外设占用不同的范围。其中，数据字节是以小端模式存放在存储器中的，即数据的低字节保存在内存的低地址中，数据的高字节保存在内存的高地址中。
在这里插入图片描述
下面，我们来看STM32MP157的内存映射图，如下图2.3.1.1所示：

从上图的左侧部分可以看到，STM32MP157的整个4GB内存空间被分为了13块，地址区间范围对应上表2.3.1.1 的13 块区域。上图的右侧部分则是某块存储区域的地址划分情况，例如0x40000000~0x50000000 这个区域是外设内存区域 1，从图的右侧可以看出这段区域是被划分给了APB1、APB2、AHB2 和 AHB3。图中的灰色区域部分是未使用的保留（Reserved）区域，是为了后续芯片型号升级而预留的存储块。

3.2 SRAM 存储区域

下面我们来了解几个比较重要的存储块，即SRAM存储区域，包括BOOT、SRAMs、SYSRAM、RAM aliases 存储区域，它们和M4有关，如下图2.3.2.1所示：
在这里插入图片描述

3.2.1 BOOT 存储区域

BOOT存储区域从地址0x00000000开始，这是STM32MP157内部BOOT ROM区域，用于存储ST自己编写的启动代码，用户不可以使用该区域。BOOT存储区域中的RETRAM（64KB）仅用于存放M4内核的中断向量表，注意，M4内核的中断向量表是从地址0x0000 0000开始的。

3.2.2 SRAMs 存储区域

从内存映射图中看出，SRAMs区域范围是0x10000000 ~ 0x20000000，除了预留存储块，还有4块SRAM：SRAM1 ~ SRAM4，这四块SRAM的地址空间是连续的，地址范围为0x10000000 ~ 0x1005FFFF，总大小为384KB，每块的地址范围如下表2.3.2.1所示：
在这里插入图片描述
M4 可以访问BOOT区域里的RETRAM和SRAMs区域里的SRAM1 ~ SRAM4，所以可以称它们为MCURAM，其中，RETRAM用于存放M4内核的中断向量表，而SRAM1 ~ SRAM4可以用于存放M4的代码段和数据段，如果A7和M4之间要进行核间通信，还要存放资源表和双核之间通信的数据。

如果STM32MP157不运行A7内核，只运行M4内核，那么这SRAM1~SRAM4的全部存储空间可以全部分配给M4使用，即M4独享这384KB的存储区域，RAM和ROM全部都在这384KB 内存范围内，注意的是，只能在线仿真，程序再掉电以后就丢失了。如果STM32MP157要运行A7和M4内核，且A7和M4之间又要进行核间通信，那么M4就不能独享这384KB的存储区域了，其中要划出一片区域用于核间通信时的共享内存，另外一小片区域用于存放资源表，资源表中包含了核间通信的一些配置。

下面，我们先来看ST给的参考设计，查看在ST给的参考设计中，MCURAM如何使用了，如下图2.3.2.2是ST给的参考设计：
在这里插入图片描述
从上图ST的参考设计中，RETRAM和SRAM1以及SRAM2是单独给M4使用的，其中，RETRAM用于存放M4的中断向量表，这部分的区域是固定的，用户不能够使用，SRAM1用于存放M4的代码段，SRAM2用于存放M4的数据段，SRAM1和SRAM2加起来共256KB。

SRAM3是A7和M4共同使用的，这部分区域用于IPC缓冲区，即A7和M4的共享内存在SRAM3中。SRAM4被A7单独使用了，用于Linux下的DMA缓冲区。以上SRAM1 ~ SRAM4的分配情况只是ST给的参考设计，当然了，用户也可以根据自己的项目开发情况来重新规划这部分的区域，例如，如果A7下不需要使用SRAM4作为DMA 缓冲区了，可以将A7占用的SRAM4释放出来给M4使用。又例如，A7和M4的共享内存是在SRAM3中，也可以重新规划，将共享内存设置在SRAM1、SRAM2和SRAM4中。如果需要重新规划SRAM1 ~ SRAM4，在Linux下就需要修改设备树，在M4的工程中就需要修改分散加载文件或者链接脚本。

3.3 RAM aliases存储区域

RAM aliases的地址范围是0x30000000 ~ 0x40000000，除了预留存储块，还有和SRAMs一样大小的SRAM1 ~ SRAM4以及和BOOT区域一样大小的RETRAM。RAM aliases里的RETRAM、SRAM1 ~ SRAM4我们称之为A7可以访问的RAM，实际上，RAM aliases里的SRAM1 ~ SRAM4和RETRAM与SRAMs里的SRAM1~SRAM4和BOOT里的RETRAM对应的是同一个物理地址，即同一块物理地址映射到了两段内存区域中，一个区域是A7“可见”的，另一个区域是M4“可见”的，A7“可见”的区域和M4“可见”的区域本质上对应的是同一块物理内存。

我们举个例子来进行分析，例如有一块物理地址A映射到了RAM aliases里的RETRAM，同时也映射到了BOOT里的RETRAM，即物理地址A映射到了两个内存区域，一个区域是A7可以访问的，另外一个内存区域是M4可以访问的。又比如，物理地址B映射到RAM aliases里的SRAM1，也映射到了SRAMs里的SRAM1，依次类推（此处的物理地址A和B只是用于举例说明）。

这么一分析，RAM aliases中的aliases恰好有“别名”之意，那么RAM aliases的存储区域可以当做SRAMs的别名区，本质上它们对应的是同一段物理地址（保留区域除外），所以，如果要手动配置设备树和分散加载文件或者链接脚本时，设备树中RAM aliases的地址范围最好要和SRAMs里的地址范围对应。