nRF5: настройки областей памяти RAM и FLASH Печать
Добавил(а) microsin   

В этой статье (перевод [1]) даются разъяснения, как разработчик может установить начальные адреса памяти RAM и FLASH. Демонстрируемые примеры используют SDK v15.2. Первые три раздела объясняют, какие должны использоваться адреса RAM и FLASH для разных случаев конфигурации приложения. Разделы 4, 5 и 6 демонстрируют, как можно установить адреса перед компиляцией. Раздел 7 показывает, как библиотека SoftDevice Handler может использоваться, чтобы найти точное значения начального адреса RAM, необходимое для приложения. Последний раздел показывает, как можно найти адрес начала RAM во время отладки.

Чтобы Ваше приложение нормально работало, должны быть правильно установлены начальные адреса RAM и FLASH. Для настройки этих адресов в своем проекте необходимо учитывать следующие 3 вещи.

• Приложение не использует SoftDevice или Master Boot Record (MBR).
• Приложение использует только Master Boot Record (MBR).
• Приложение использует SoftDevice.

Содержимое этого руководства:

1. Приложение не использует SoftDevice.
2. Приложение использует только MBR.
3. Приложение использует SoftDevice.
4. Изменение начальных адресов в Segger Embedded Studio.
5. Изменение начальных адресов в Keil 5.
6. Изменение начальных адресов в ARM GCC Compiler.
7. Изменение начальных адресов в IAR.
8. Корректировка начального адреса RAM в Segger Embedded Studio.
9. Как найти начальный адрес RAM во время отладки.

Примечание: расшифровку неизвестных терминов и сокращений см. в Словарике [3].

[1. Приложение не использует SoftDevice]

Если приложение не использует SoftDevice или or a Master Boot Record, то начальный адрес памяти FLASH всегда должен устанавливаться в 0x0, и начальный адрес RAM должен быть установлен в 0x20000000.

[2. Приложение использует только MBR]

Для устройств nRF52, если приложение использует только MBR, то начальный адрес для памяти FLASH всегда должен устанавливаться в значение 0x1000, и начальный адрес для RAM должен устанавливаться в значение 0x20000008.

[3. Приложение использует SoftDevice]

Если приложение использует SoftDevice, то начальный адрес для памяти FLASH должен быть установлен в корректное значение для соответствующего SoftDevice, иначе приложение не запустится. Причина в том, что каждая версия SoftDevice при запуске приложения ожидает найти код приложения по определенному адресу. С другой стороны, начальный адрес RAM может меняться в зависимости от количества функций, используемых в SoftDevice, но это всегда должен быть минимально допустимый адрес. Если Вы не уверены, какой это должен быть адрес начала RAM для приложения, то его значение можно определить с помощью библиотеки SoftDevice Handler (демонстрируется в разделе 7 этого руководства на примере Segger Embedded Studio).

Таблица 1 показывает различные адреса начала для RAM и FLASH для некоторых разных версий SoftDevice. Как уже упоминалось выше, начальный адрес RAM для приложения должен быть минимально возможным, потому что RAM всегда является ценным и дефицитным ресурсом. Минимальный адрес RAM может получиться не таким уж минимальным, если Ваша программа использует множество функций SoftDevice.

Таблица 1. Различные случаи для начального адреса FLASH и RAM.

SoftDevice Версия FLASH Start RAM Start(1)
S110 8.0.0 0x18000 0x20002000
S112 5.1.0-2.alpha 0x19000 0x20000E98
5.1.0 0x18000 0x20000EB8
6.0.0 0x19000 0x20000F70
6.1.0 0x19000 0x20000F70
6.1.1 0x19000 0x20000F70
7.0.0 0x19000 0x20000EB8
S113 7.0.0 0x1C000 0x20001198
7.1.0 0x1C000 0x20001198
7.2.0 0x1C000 0x20001198
S120 2.0.0 0x1D000 0x20002800
2.1.0 0x1D000 0x20002800
S130 1.0.0 0x1C000 0x20002800
2.0.0-4.alpha 0x1C000 0x20001268
2.0.0-7.alpha 0x1B000 0x20001230
2.0.0-8.alpha 0x1B000 0x200012B8
2.0.0 0x1B000 0x200013C8
2.0.1 0x1B000 0x200013C8
S132 1.0.0-2.alpha 0x1F000 0x20002800
1.0.0-3.alpha 0x1F000 0x20002800
2.0.0-4.alpha 0x1F000 0x20001268
2.0.0-7.alpha 0x1B000 0x20001230
2.0.0-8.alpha 0x1C000 0x200012B8
2.0.0 0x1C000 0x200013C8
2.0.1 0x1C000 0x200013C8
3.0.0-1.alpha 0x1D000 0x200010E0
3.0.0-2.alpha 0x1F000 0x20001660
3.0.0 0x1F000 0x200019C0
3.1.0 0x1F000 0x200019C0
4.0.0-1.alpha 0x1F000 0x20001470
4.0.0-2.alpha 0x1F000 0x20001460
4.0.0 0x1F000 0x200013C0
4.0.2 0x1F000 0x200013C0
4.0.3 0x1F000 0x200013C0
4.0.4 0x1F000 0x200013C0
4.0.5 0x1F000 0x200013C0
5.0.0-1.alpha 0x20000 0x200019C0
5.0.0-2.alpha 0x21000 0x20001478
5.0.0-3.alpha 0x23000 0x20001368
5.0.0 0x23000 0x200014B8
5.0.1 0x23000 0x20001380
6.0.0 0x26000 0x20001268
6.1.0 0x26000 0x20001268
6.1.1 0x26000 0x20001268
7.0.0 0x26000 0x20001668
S140 5.0.0-1.alpha 0x21000 0x200019C0
5.0.0-2.alpha 0x21400 0x20001468
5.0.0-3.alpha 0x24000 0x200014B8
6.0.0-6.alpha 0x25000 0x20001530
6.0.0 0x26000 0x20001628
6.1.0 0x26000 0x20001628
6.1.1 0x26000 0x20001628
7.0.0 0x27000 0x20001678
7.2.0 0x27000 0x20001678
S212 4.0.2 0x12000 0x20000A80
5.0.0 0x12000 0x20000B80
6.1.1 0x12000 0x20000B80
S312 6.1.1 0x24000 0x20001300
S332 4.0.2 0x29000 0x20001E30
5.0.0 0x2D000 0x20001F30
6.1.1 0x30000 0x20002000
S340 6.1.1 0x31000 0x20002000

Примечание (1): в столбце RAM Start указан минимально допустимый начальный адрес RAM для приложения.

В следующих разделах показывается, как менять параметры областей памяти FLASH и RAM для приложения в различных средах разработки. Важный момент - значения начального адреса (Start) и значения размера области (Size) соответствуют абсолютным байтовым адресам, и эти значения должны нацело делиться на размер слова (4 байта).

[4. Изменение начальных адресов в Segger Embedded Studio]

Среда разработки Segger Embedded Studio использует макросы размещения секций (Section Placement Macros) для определения областей RAM и FLASH. RAM_START это макрос, используемый для определения начального адреса RAM (RAM start address). FLASH_START соответственно это макрос, используемый для определения начального адреса памяти FLASH (FLASH start address). Можно легко сконфигурировать эти значения, выполнив следующую последовательность действий:

1. Откройте свой проект в Segger Embedded Studio.

2. Выполните правый клик на папку Project, выберите Edit Options...

3. Выберите Common configuration, кликните на Linker.

4. Выполните двойной клик на Section Placement Macros, откроется окно диалога Section Placement Macros:

nRF5x FLASH RAM SES section placement macros fig01

5. Отредактируйте значения RAM_START и FLASH_START. Имейте в виду, что значение FLASH_SIZE не должно быть больше чем (FLASH_PH_SIZE - FLASH_START), и (RAM_SIZE + RAM_START) не должно быть больше чем (RAM_PH_START + RAM_PH_SIZE).

Когда закончите редактирование, кликами на кнопку OK закройте диалоги конфигурации макросов и опций проекта.

На этом скриншоте показано, как выбрать Common configuration:

nRF5x FLASH RAM SES Select common cfg fig02

Как найти Section Placement Macros:

nRF5x FLASH RAM SES section placement macros fig03

В таблице 2 для примера можно увидеть различные значения в Segger Embedded Studio для примера blinky в SDK 15.2 для платы nRF52840, с использованием SoftDevice и без него.

Таблица 2. Значения Section Placement Macros в Segger Embedded Studio для примера blinky из SDK.

blinky вместе с SoftDevice blinky без SoftDevice и MBR
FLASH_PH_START=0x0 FLASH_PH_START=0x0
FLASH_PH_SIZE=0x100000 FLASH_PH_SIZE=0x100000
RAM_PH_START=0x20000000 RAM_PH_START=0x20000000
RAM_PH_SIZE=0x40000 RAM_PH_SIZE=0x40000
FLASH_START=0x26000 FLASH_START=0x0
FLASH_SIZE=0xda000 FLASH_SIZE=0x100000
RAM_START=0x200022B0 RAM_START=0x20000000
RAM_SIZE=0x3dd50 RAM_SIZE=0x40000

[5. Изменение начальных адресов в Keil 5]

Среда разработки Keil 5 не использует макросы для настройки адресов. Вместо этого адреса и размеры областей памяти FLASH и RAM конфигурируются в диалоге свойств проекта. Для редактирования начала и размеров областей RAM и FLASH в 5:

1. Откройте проект в Keil 5.

2. Правым кликом на папке с названием проекта откройте контекстное меню. Папка может называться, если это проект из SDK, по имени платы разработчика или используемого чипа (например nrf52840_xxaa).

3. Выберите Edit Options for Target ..., на закладке Target отредактируйте поля (начало и размер) IROM1 для FLASH, и IRAM1 для RAM.

При редактировании значения IROM1 Start и IRAM1 Start необходимо помнить, что IROM1 Size не должно быть больше, чем (доступный размер FLASH - IROM1 Start), и (IRAM1 Size + IRAM1 Start) не должно быть больше, чем размер доступного RAM.

nRF5x FLASH RAM Keil5 options for target fig04

После редактирования значений, закройте диалог свойств проекта кликом на кнопке OK.

[6. Изменение начальных адресов в ARM GCC Compiler]

Компилятор ARM GCC использует файл настроек линкера (GNU linker) для значений адресов RAM и FLASH. Чтобы отредактировать начало и размер RAM and FLASH:

1. Откройте файл настроек линкера в текстовом редактора. Этот файл обычно называется < project_name >_gcc_nrf52.ld, и он находится в корневом каталоге проекта.

2. Найдите в файле линкера следующие строки, и отредактируйте их:

FLASH (rx) : ORIGIN = начальный адрес FLASH, и LENGTH = установка размера FLASH.
RAM (rwx) :  ORIGIN = начальный адрес RAM, и LENGTH = установка размера RAM.

3. После редактирования сохраните файл линкера.

nRF5x FLASH RAM ARMGCC edit start address fig05

[7. Изменение начальных адресов в IAR]

Чтобы поменять начальные адреса в среде разработки IAR Embedded Workbench, при открытом проекте выберите в меню Project -> Options... (Alt+F7), перейдите в раздел Linker, выберите закладку Config, кликните на кнопку Edit..., и откроется окно диалога настройки областей памяти Memory Regions:

nRF5x FLASH RAM IAR edit linker settings fig06

Опция ROM это настройка памяти FLASH, опция RAM это настойка памяти RAM. После ввода / редактирования значений кликните на кнопку Save, и кнопкой OK закройте диалог настройки опций проекта.

[8. Корректировка начального адреса RAM в Segger Embedded Studio]

В проекте необходимо в заголовке sdk_config.h установить следующие определения.

#define NRF_LOG_BACKEND_RTT_ENABLED 1
#define NRF_LOG_ENABLED             1
#define NRF_LOG_DEFAULT_LEVEL       4
#define NRF_SDH_BLE_LOG_ENABLED     1
#define NRF_SDH_BLE_LOG_LEVEL       4
#define NRF_SDH_LOG_ENABLED         1
#define NRF_SDH_LOG_LEVEL           4

Выполните сборку проекта, используя конфигурацию Debug, и запустите отладку кнопкой F5. Если установленное значение RAM слишком маленькое, то в терминале будет показано следующее сообщение:

nRF5x FLASH RAM SES insufficient ram softdevice fig07

Если установленное значение RAM слишком большое, то в терминале будет показано следующее сообщение:

nRF5x FLASH RAM SES ram too high fig08

При необходимости Вы можете подстроить значения Section Placement Macros, как это было показано выше в разделе 4, чтобы они имели корректные значения.

Если для отладки проекта используете Keil 5, те же самые отладочные сообщения можно выводить в окно J-Link RTT Viewer [2].

[9. Как найти начальный адрес RAM во время отладки]

Если приложение использует SoftDevice, то для приложения остается меньше свободной памяти, потому что SoftDevice тоже использует RAM для выполнения своих функций. Необходимый минимальный начальный адрес RAM в этом случае можно определить во время отладки. Для этого выполните следующее (можно сделать в любой среде разработки):

1. Откройте файл nrf_sdh_ble.c проекта.

2. Добавьте точку останова (breakpoint) на следующую строку в теле функции nrf_sdk_ble_enable:

ret_code_t ret_code = sd_ble_enable(p_app_ram_start);

3. Добавьте переменную p_app_ram_start в окно просмотра переменных в отладчике (Watch).

4. Запустите отладку, и дождитесь срабатывания точки останова. Значение переменной p_app_ram_start покажет минимальное значение начального адреса RAM приложение, которое может предоставить SoftDevice.

[Ссылки]

1. Adjustment of RAM and Flash memory site:devzone.nordicsemi.com.
2. J-Link RTT – Real Time Transfer.
3. Bluetooth: аббревиатуры и термины.