【STM32H7教程】第25章 STM32H7的TCM，SRAM等五块内存基础知识
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第25章 STM32H7的TCM，SRAM等五块内存基础知识
本章教程为大家介绍STM32H7带的ITCM，DTCM，AXI SRAM，SRAM1，SRAM2，SRAM3，SRAM4和备份SRAM的基础知识。
25.1 初学者重要提示
25.2 各块RAM在总线中的位置
25.3 各块RAM的特性
25.4 各块RAM的时钟问题
25.5 各块RAM的DMA问题
25.6 实际工程推荐的RAM分配方案
25.7 总结
25.1 初学者重要提示
- TCM : Tightly-Coupled Memory 紧密耦合内存 。ITCM用于指令，DTCM用于数据，特点是跟内核速度一样，而片上RAM的速度基本都达不到这个速度。
- 特别注意本章25.5小节里面各块RAM的DMA操作问题。
25.2 各块RAM在总线中的位置
这个知识点在前面章节做过介绍，本章再次梳理下这个知识点。
这个图可以方便识别总线所外挂的外设，共分为三个域：D1 Domain，D2 Domain和D3 Domain。
1、 ITCM和DTCM
这两个是直连CPU的。
2、 D1 Domain
D1域中的各个外设是挂在64位AXI总线组成6*7的矩阵上。
- 6个从接口端ASIB1到ASIB6
外接的主控是LTDC，DMA2D，MDMA，SDMMC1，AXIM和D2-to-D1 AHB 总线。
- 7个主接口端AMIB1到AMIB7
外接的从设备是AHB3总线，Flash A，Flash B，FMC总线，QSPI和AXI SRAM。另外AHB3也是由AXI总线分支出来的，然后再由AHB3分支出APB3总线。
3、 D2 Domain
D2域的各个外设是挂在32位AHB总线组成10*9的矩阵上。
- 10个从接口
外接的主控是D1-to-D2 AHB 总线，AHBP总线，DMA1，DMA2，Ethernet MAC，SDMMC2，USB HS1和USB HS2。
- 9个主接口
外接的从设备是SRAM1，SRMA2，SRAM3，AHB1，AHB2，APB1，APB2，D2-to-D1 AHB总线和D2-to-D3 AHB总线。
4、 D3 Domain
D3域的各个外设是挂在32位AHB总线组成3*2的矩阵上。
- 3个从接口
外接的主控D1-to-D3 AHB总线，D2-to-D3 AHB总线和BDMA。
- 2个主接口
外接的从设备是AHB4，SRAM4和Bckp SRAM。另外AHB4也是这个总线矩阵分支出来的，然后再由AHB4分支出APB4总线
25.3 各块RAM特性
各块RAM的特性对比如下，特别注意他们支持的最大速度和容量大小。
- TCM区
TCM : Tightly-Coupled Memory 紧密耦合内存 。ITCM用于运行指令，也就是程序代码，DTCM用于数据存取，特点是跟内核速度一样，而片上RAM的速度基本都达不到这个速度，所以有降频处理。
速度：400MHz。
DTCM地址：0x2000 0000，大小128KB。
ITCM地址：0x0000 0000，大小64KB。
- AXI SRAM区
位于D1域，数据带宽是64bit，挂在AXI总线上。除了D3域中的BDMB主控不能访问，其它都可以访问此RAM区。
速度：200MHz。
地址：0x2400 0000，大小512KB。
用途：用途不限，可以用于用户应用数据存储或者LCD显存。
- SRAM1，SRAM2和SRAM3区
位于D2域，数据带宽是32bit，挂在AHB总线上。除了D3域中的BDMB主控不能访问这三块SRAM，其它都可以访问这几个RAM区。
速度：200MHz。
SRAM1：地址0x3000 0000，大小128KB，用途不限，可用于D2域中的DMA缓冲，也可以当D1域断电后用于运行程序代码。
SRAM2：地址0x3002 0000，大小128KB，用途不限，可用于D2域中的DMA缓冲，也可以用于用户数据存取。
SRAM3：地址0x3004 0000，大小32KB，用途不限，主要用于以太网和USB的缓冲。
- SRAM4区
位于D3域，数据带宽是32bit，挂在AHB总线上，大部分主控都能访这块SRAM区。
速度：200MHz。
地址：0x3800 0000，大小64KB。
用途：用途不限，可以用于D3域中的DMA缓冲，也可以当D1和D2域进入DStandby待机方式后，继续保存用户数据。
- Backup SRAM区
备份RAM区，位于D3域，数据带宽是32bit，挂在AHB总线上，大部分主控都能访问这块SRAM区。
速度：200MHz。
地址：0x3880 0000，大小4KB。
用途：用途不限，主要用于系统进入低功耗模式后，继续保存数据（Vbat引脚外接电池）。
25.4 各块RAM的时钟问题
正常情况下，系统上电后，CPU要访问的外设是需要使能对应的时钟位，但是下面这几个，CPU上电即可访问，而且芯片没有对应的寄存器使能位。
也就是说AXI SRAM，SRAM4，ITCM和DTCM可以在上电后直接使用。而SRAM1，SRAM2，SRAM3是需要使能的，但是实际测试发现，不使能也可以正常使用。不过，建议用到时候开启下时钟，防止意想不到的问题发生。
对于V7板子配套的例子，在bsp.c文件的函数SystemClock_Config末尾做了个条件编译，大家可以根据需要来开启这三个时钟：
#if 0 __HAL_RCC_D2SRAM1_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_D2SRAM2_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_D2SRAM3_CLK_ENABLE(); #endif
25.5 各块RAM的DMA问题
了解这个问题之前，要先看下面的Bus Master总线主控端和Bus Slave设备端的控制互联：
- 加粗字体是64位总线（ITCM，DTCM，Flash A，Flash，AXI SRAM，FMC等），普通字体是32位总线。
- 访问通路（每个小方块里面的字符）
任何有数字的表示有访问通路。
短横杠“-”表示不可访问。
有灰色阴影的表示有实用价值的访问通路。
- 表格中具体数值所代表的含义
D=direct,
1=via AXI bus matrix,
2=via AHB bus matrix in D2,
3=via AHB bus matrix in D3,
4=via AHB/APB bridge in D1,
5=via AHB/APB bridge in D2,
6=via AHB/APB bridge in D3,
7=via AHBS bus of Cortex-M7,
多个数值组合 = 互连路径以数字的顺序经过多个矩阵或/和桥。
- 总线访问类型
普通字体表示32位总线。
斜体表示32位总线主机端/ 64位总线从机端。
粗体表示64位总线。
通过这个总线互联图，要了解到下面三个重要知识点：
- DTCM和ITCM不支持DMA1，DMA2和BDMA，仅支持MDMA。
- AXI SRAM，SRAM1，SRAM2，SRAM3不支持BDMA，支持MDMA，DMA1和DMA2。
- SRAM4支持所有DMA，即MDMA，DMA1，DMA2和BDMA。
25.6 实际工程推荐的RAM分配方案
鉴于DTCM是400MHz的，而其它的RAM都是200MHz，推荐工程的主RAM空间采用TCM，而其它需要大RAM或者DMA的场合，使用剩余RAM空间。
本教程配套的例子基本都是采用的这个方案，让TCM的性能得到最大发挥。
25.7 总结
本章节就为大家讲解这么多，通过本章节主要是为后面三个章节的学习做铺垫。
