IAR环境下从CCM RAM执行程序的介绍

【温馨提示：文中图片可点击放大查看】

STM32家族中基于ARMCortex M4内核的STM32F3与STM32F4系列芯片内有一块特殊的SRAM存储区---内核耦合存储器[CCM RAM],为CPU所专享访问。主要是为了实现在最高系统时钟频率下执行代码，避免出现等待状态。因此，与从闪存里执行代码相比，大大节省了关键任务的执行时间。

CCM RAM一般用于实时性高或计算密集型程序，比如：

* 数字电源的控制环（开关电源，照明）

* 3相矢量电机控制

* 实时DSP任务 

当程序代码位于CCM RAM而数据保存在常规SRAM时，M4内核便处于最优的哈佛结构配置，让指令零等待执行从而实现速度最大化。如果中断服务程序位于CCMRAM中，可以确保最短的时延，提高响应速度。

当然，CCM RAM不用来存放执行代码时，也可当做常规SRAM使用，不过它不能被DMA访问。另外，也不推荐在CCM中同时存放指令代码和数据，不然内核访问CCM里的数据和指令时可能会出现冲突，影响CPU的处理性能。【不过对于STM32F4，CCM只能用来存放数据，不能执行指令代码。具体查看比较两个系列的系统框架图】

下面主要介绍基于IAR开发环境如何从CCM RAM执行简单函数或中断服务程序的配置步骤或要点。

一、从CCMRAM 执行简单代码（中断处理程序除外）

简单代码可由一个或者多个非引用自中断处理程序的函数所组成。EWARM 可用于将一个/ 多个函数或整个源文件放入CCM RAM。该操作需要在链接器文件（.icf）中定义一个新区段，用于保存需存入CCMRAM 中的代码。该区段会在启动时复制到CCM RAM。以下是所需步骤：

1. 设定起始地址和结束地址，定义CCM RAM 地址区。

2. 通知链接器在启动时将.ccmram区段从闪存复制到CCM。

3. 提示链接器，代码段.ccmram应置入CCM RAM区域。

关于上述操作的配置，请参考下图1。

                  图1:EWARM 连接器更新配置

1.1 从CCM RAM 执行源文件

从CCM RAM执行源文件意味着该文件所声明的全部函数均从该内存区域中执行。如需放置与执行来自CCM RAM的源文件，使用EWARM文件选项窗口进行如下操作：

1. 在链接文件中添加如图1所示的 .ccmram 区段。

2. 右键点击项目窗口中的文件名。

3. 在出现的菜单上选择选项。

4. 勾选窗口中的覆盖继承设定

5. 选择输出选项，在代码段名称输入链接器文件中设定的区段名（本例为“.ccmram”）。

                   图2 EWARM文件的放置

1.2 从CCM RAM 执行一个或多个函数

从CCM RAM 执行函数的步骤如下：

1. 在链接器文件中添加如上所述的.ccmram 区段。

2. 使用关键字pragma location，指定需从CCM RAM执行的函数。参见下图3操作。

                   图3: EWARM 函数的放置

注: 为从CCM RAM执行多个函数，应在各个函数声明上方设置pragma location关键字。

二、从CCM RAM 执行中断处理程序

向量表以名为__vector_table 的数组来实现，且在启动代码中被引用。EWARM链接器保护从启动代码中引用的区段，以免受到“复制初始化”指令的影响。因此，不应使用__vector_table符号通过“ 复制初始化” 指令来复制中断处理程序区段。为此，应制作第二个向量表，并将其放入CCM RAM。从CCM RAM 执行中断处理程序的步骤如下：

1. 更新链接器文件(.icf)。

2. 更新启动文件。

3. 将中断处理程序放入CCM RAM。

4. 将向量表重新映射至CCM RAM。

2.1 更新链接器文件(.icf)

链接器文件更新步骤：

1. 定义第二个向量表所在的地址：0x1000 0000。

2. 指定起始地址和结束地址，定义CCM RAM 内存地址区。

3. 向链接器指明，在启动时将名为.ccmram 的区段和第二个向量表区段

“.intvec_CCMRAM” 从闪存复制到CCM RAM。

4. 向链接器指明，第二个向量表应放在intvec_CCMRAM 区段内。

5. 指明.ccmram代码段将放在CCM RAM 中。

         图4：适用于中断处理程序的EWARM 链接器更新

2.2 更新启动文件

启动文件修改步骤：

1. 制作第二个将保存在CCM RAM中的向量表。删除原始向量“__vector_table” 中除sfe（CSTACK）和Reset_Handler 之外的所有条目。

2. 添加将放入CCMRAM 中的第二个向量表。表中应包含所有条目，比如命名它为

“__vector_table_CCMRAM”。该向量表必须放在链接器文件所定义的intvec_CCMRAM区段中。

       图5. 适用于中断处理程序的EWARM启动文件更新

2.3 将中断处理程序放入CCM RAM

参照上面1.2 章节所述把需执行的中断处理函数或参照上面1.1 章节中所述将整个stm32f_it.c 文件放入CCM RAM区。

2.4 将向量表重新映射至CCM RAM

在SystemInit 函数中，按以下方式修改VTOR 寄存器，将向量表重新映射至CCM RAM：

SCB->VTOR = 0x10000000 | VECT_TAB_OFFSET;

2.5 从CCM RAM 执行库（.a）

EWARM允许从CCM RAM 执行库或库模块。使用库模块名称按照如下3步进行操作。

2.5.1. 通过指定起始地址和结束地址，定义对应于CCM RAM 的内存地址区。

             图6. CCM RAM 区域定义

2.5.2. 更新链接器，在启动时利用“initialize bycopy” 将库或库模块复制至CCM RAM。

                 图7. EWARM 区段初始化

2.5.3. 向链接器指明，库应放入CCM RAM。 

                图8. EWARM 库的放置

下面例子显示了如何将arm_abs_f32.o（iar_cortexM4l_math.a库中的一个模块）放入CCM RAM的配置。

              图 9. EWARM 库模块运行于CCM的配置

小结：上面主要介绍了基于IAR编译器条件下，如何将代码放入指定存储区CCM的配置和使用方法。其实，STM32F4/STM32F7等高端系列的RAM存储区有了更多的划分，如何合理使用和利用各存储区有时也会需要做相关的配置，我们从上面的介绍可以得到启发并加以灵活运用。

另外，ST官方有个应用笔记AN4296针对上面内容就不同编译环境做了全面的介绍，有兴趣的可去www.st.com/stm32搜索下载之，或点击左下方“阅读原文”去中文网www.stmcu.com.cn下载。

=============================

往期话题链接：

5、

扫描或长按二维码可关注公众号