SF32LB55x内存使用指南

1. Memory地址空间

HCPU Memory地址空间

名称	起始地址	结束地址	大小(字节)	描述
HPSYS ROM	0x00000000	0x0000FFFF	64*1024
HPSYS ITCM RAM	0x00010000	0x0001FFFF	64*1024
HPSYS Retention RAM	0x00020000	0x0002FFFF	64*1024	可以在standby低功耗时不掉电
HPSYS SRAM	0x20000000	0x200FFFFF	1024*1024
LPSYS ROM	0x0B000000	0x0B05FFFF	384*1024
LPSYS ITCM RAM	0x0B0FC000	0x0B0FFFFF	16*1024
LPSYS DTCM RAM	0x2B0FC000	0x2B0FFFFF	16*1024
LPSYS SRAM	0x20100000	0x20137FFF	224*1024
QSPI1	0x10000000	0x11FFFFFF		EVB的容量为4MByte
QSPI2	0x64000000	0x67FFFFFF		EVB的容量为32MByte
QSPI3	0x68000000	0x68FFFFFF		EVB未接
QSPI4	0x12000000	0x13FFFFFF		LCPU可选flash,EVB未接
PSRAM-OPI	0x60000000	0x61FFFFFF		EVB的容量为4MByte

备注

HPSYS SRAM前128KB为DTCM，相比其后的地址空间访问速度更快

HCPU用于访问LPSYS Memory的地址转换接口

LCPU SRAM地址转换: #LCPU_ADDR_2_HCPU_ADDR , 例如调用LCPU_ADDR_2_HCPU_ADDR(0x20100000)可得到0x20100000
LCPU ROM地址转换: #LCPU_ROM_ADDR_2_HCPU_ADDR, 例如调用LCPU_ROM_ADDR_2_HCPU_ADDR(0x00000000)可得到0x0B000000
LCPU ITCM地址转换: #LCPU_ITCM_ADDR_2_HCPU_ADDR, 例如调用LCPU_ITCM_ADDR_2_HCPU_ADDR(0x000FC000)可得到0x0B0FC000
LCPU DTCM地址转换: #LCPU_DTCM_ADDR_2_HCPU_ADDR, 例如调用LCPU_DTCM_ADDR_2_HCPU_ADDR(0x200FC000)可得到0x2B0FC000

HCPU的代码可XIP执行在QSPI1/QSPI2/QSPI3上，也可以跑在HPSYS ITCM/SRAM/Retention RAM上

LCPU Memory地址空间

名称	S-Bus 起始地址	S-Bus 结束地址	C-Bus 起始地址	C-Bus 结束地址	大小(字节)	描述
HPSYS SRAM	0x2A000000	0x2A0FFFFF			1024*1024
LPSYS ROM			0x00000000	0x0005FFFF	384*1024
LPSYS ITCM RAM			0x000FC000	0x000FFFFF	16*1024
LPSYS DTCM RAM	0x200FC000	0x200FFFFF			16*1024
LPSYS SRAM	0x20100000	0x20137FFF	0x00100000	0x00137FFF	224*1024
QSPI4			0x12000000	0x13FFFFFF		LCPU可选flash,EVB未接

为了提高性能，除了可以使用0x20100000~0x20137FFF地址段访问LPSYS SRAM外，还可以使用0x00100000~0x00137FFF访问，前者使用S-Bus访问SRAM，后者使用C-Bus访问SRAM，他们访问的都是同一片物理SRAM。例如，可以将代码分配在0x00100000开始的地址，SRAM剩余的空间则使用S-Bus的地址空间分配给数据段使用，这样就可以使取指和取数并行，提高代码的执行效率。也可以将ITCM和SRAM合并使用，比如代码起始地址为0x000FC000，超出16K字节的代码就会接着放在SRAM地址0x00100000开始的区域，剩余的SRAM空间仍旧使用S-Bus地址空间访问。具体示例见第4和第5节。

LCPU用于访问HPSYS SRAM地址的转换接口，

#HCPU_ADDR_2_LCPU_ADDR, 例如调用HCPU_ADDR_2_LCPU_ADDR(0x20000000)可得到0x2A000000

LCPU的代码可以运行在LPSYS的ITCM/DTCM/SRAM上，需要由HCPU上的用户程序搬到对应的地址空间

QSPI1地址空间注意事项

Bootloader使用0x10000000开始的12kbyte作为Flash配置表，默认的Flash配置表指定的Flash1地址规划如下，用户程序起始地址为0x10020000。如果使用自定义的Flash配置表，则必须保证不使用最开始的12kbyte，避免改写Flash配置表，其它地址空间可随意使用。

名称	起始地址	结束地址	大小(字节)
Flash配置表	0x10000000	0x10004FFF	20*1024
校准表	0x10005000	0x10006FFF	8*1024
保留	0x10007000	0x1000FFFF	36*1024
bootrom patch	0x10010000	0x1001FFFF	64*1024
User Code	0x10020000

HPSYS SRAM地址空间注意事项

Bootloader使用下表所示的RAM地址空间，当使用Bootloader引导用户程序在RAM中执行时，RAM程序不能使用0x20040000地址，避免搬移后又被bootloader改写。如果引导用户程序在Flash上执行，则没有这个限制。

bootloader RAM地址空间

名称	起始地址	结束地址	大小(字节)	描述
DATA	0x20040000	0x2004FFFF	64*1024	bootrom数据
PATCH CODE	0x20050000	0x2005FFFF	64*1024	Patch代码
PATCH DATA	0x20060000	0x2006FFFF	64*1024	Patch数据

2. HPSYS Memory性能对比

名称	频率(MHz)	说明
HCLK	240
PSRAM-OPI	120	DDR
FLASH1	96
FLASH2	80

一般而言，DMA访问SRAM效率最高，eDMA访问PSRAM/FLASH效率最高，具体吞吐率性能如下表所示，其中memcpy不能使用microlib，FLASH1和FLASH2使能了CACHE，PSRAM未使能CACHE。

源	目的	memcpy(MB/s)	eDMA(MB/s)	DMA(MB/s)
SRAM	SRAM	405.54	430.17	446.35
PSRAM	SRAM	43.34	125.54	53.23
FLASH1	SRAM	46.41	43.17	25.50
FLASH2	SRAM	36.30	36.13	21.24
SRAM	PSRAM	48.05	187.01	47.70
PSRAM	PSRAM	20.99	76.72	12.96
FLASH1	PSRAM	26.84	42.97	12.51
FLASH2	PSRAM	24.94	36.14	21.25

3. HCPU EPIC性能

名称	频率(MHz)	说明
HCLK	240
PSRAM-OPI	120	DDR
FLASH1	96
FLASH2	80

以下未作说明，颜色格式均为RGB565

Alpha混叠

前景	输出	性能(cycle/pixel )	吞吐率(Mpixel/s)
SRAM	SRAM	1.41	170.16
PSRAM	SRAM	4.80	50.05
FLASH1	SRAM	14.93	16.07
FLASH2	SRAM	17.83	13.46
SRAM	PSRAM	2.54	94.51
PSRAM	PSRAM	7.40	32.46
FLASH1	PSRAM	14.90	16.11
FLASH2	PSRAM	17.83	13.46

备注

上表为使用HAL_EPIC_BlendStart/HAL_EPIC_BlendStart_IT接口的性能，若使用HAL_EPIC_Rotate_IT/HAL_EPIC_Rotate， SRAM作为前景时性能会有50%%的损失，其它情况会有20%%损失

缩小

前景	输出	性能(cycle/pixel )	吞吐率(Mpixel/s)
SRAM	SRAM	4.59	52.24
PSRAM	SRAM	12.82	18.72
FLASH1	SRAM	41.19	5.82
FLASH2	SRAM	49.43	4.85
SRAM	PSRAM	4.63	51.88
PSRAM	PSRAM	12.81	18.73
FLASH1	PSRAM	41.22	5.82
FLASH2	PSRAM	49.47	4.85

备注

前景图大小为88*88，缩放系数为1400

旋转

前景	输出	性能(cycle/pixel )	吞吐率(Mpixel/s)
SRAM	SRAM	15.90	15.69
PSRAM	SRAM	136.27	1.76
FLASH1	SRAM	254.80	0.94
FLASH2	SRAM	313.40	0.76
SRAM	PSRAM	15.29	15.7
PSRAM	PSRAM	139.11	1.72
FLASH1	PSRAM	254.80	0.94
FLASH2	PSRAM	313.42	0.76

备注

旋转角度为45°

填充

输出	性能(cycle/pixel )	吞吐率(Mpixel/s)
SRAM	1.31	183.55
PSRAM	2.79	85.95

备注

填充单色且透明度为255

4. 应用程序Memory规划及定制接口

在 $SDK_ROOT/drivers/cmsis/sf32lb55x/mem_map.h 中定义了以下一些接口用于规划应用程序的Memory使用，除了在头文件和C文件，也可以在link文件中使用这些宏，这样便于保证地址规划的一致性。

HCPU Flash和SRAM地址规划表

宏	说明	默认值	说明
HCPU_FLASH_CODE_START_ADDR	HCPU应用程序XIP代码段起始地址	0x10020000（没有DFU）或者0x10100000 （有DFU）
HCPU_FLASH_CODE_SIZE	HCPU应用程序XIP代码段大小	896KB
HCPU_FLASH2_IMG_START_ADDR	图片资源起始地址	0x64000000
HCPU_FLASH2_IMG_SIZE	图片资源大小	4MB
HCPU_FLASH2_FONT_START_ADDR	字体资源起始地址	0x64400000
HCPU_FLASH2_FONT_SIZE	字体资源大小	12MB
HCPU_RAM_DATA_START_ADDR	HCPU应用程序数据段起始地址	0x20000000
HCPU_RAM_DATA_SIZE	HCPU应用程序数据段大小	1007KB
HCPU_RO_DATA_START_ADDR	HCPU应用程序RAM代码段起始地址	0x200FBC00	用于存放需要做在SRAM中执行的代码
HCPU_RO_DATA_SIZE	HCPU应用程序RAM代码段大小	16KB
HCPU2LCPU_MB_CH2_BUF_START_ADDR	HCPU2LCPU mailbox2共享buffer起始地址	0x200FFC00
HCPU2LCPU_MB_CH2_BUF_SIZE	HCPU2LCPU mailbox2共享buffer大小	512B
HCPU2LCPU_MB_CH1_BUF_START_ADDR	HCPU2LCPU mailbox1共享buffer起始地址	0x200FFE00
HCPU2LCPU_MB_CH1_BUF_SIZE	HCPU2LCPU mailbox1共享buffer大小	512B

HCPU由rt_malloc可分配的heap空间大小取决于HCPU应用程序数据段中静态变量占用了多大的空间，比如静态变量如果占用了500KB，则heap空间就剩下1007-500=507KB。

OTA地址规划表

宏	说明	默认值
DFU_FLASH_CODE_START_ADDR	DFU程序代码段起始地址	0x10020000
DFU_FLASH_CODE_SIZE	DFU程序代码段大小	256KB
DFU_RES_FLASH_CODE_START_ADDR	应用程序升级区起始地址	0x10060000
DFU_RES_FLASH_CODE_SIZE	应用程序升级区大小	640KB
HCPU_FLASH2_IMG_UPGRADE_START_ADDR	图片资源升级区起始地址	0x65000000
HCPU_FLASH2_IMG_UPGRADE_SIZE	图片资源升级区大小	1MB
HCPU_FLASH2_FONT_UPGRADE_START_ADDR	字体资源升级区起始地址	0x65100000
HCPU_FLASH2_FONT_UPGRADE_SIZE	字体资源升级区大小	3MB

LCPU SRAM地址规划表

宏	说明	默认值
LCPU_RAM_CODE_START_ADDR	LCPU应用程序代码段起始地址	0x000FC000
LCPU_RAM_CODE_SIZE	LCPU应用程序代码段大小	140KB
LPSYS_RAM_SIZE	LCPU应用程序代码与数据段总大小	160KB
LCPU2HCPU_MB_CH1_BUF_START_ADDR	LCPU2HCPU mailbox2共享buffer起始地址	0x20123C00
LCPU2HCPU_MB_CH1_BUF_SIZE	LCPU2HCPU mailbox2共享buffer大小	512B
LCPU2HCPU_MB_CH2_BUF_START_ADDR	LCPU2HCPU mailbox1共享buffer起始地址	0x20123E00
LCPU2HCPU_MB_CH2_BUF_SIZE	LCPU2HCPU mailbox1共享buffer大小	512B

LCPU由rt_malloc可分配的heap空间大小取决于LCPU应用程序代码与静态变量占用了多大的空间，比如代码和静态变量总共占用了120KB，则heap空间就剩下160-120=40KB。

如果需要修改默认值，可以在工程的Kconfig中增加如下的CUSTOM_MEM_MAP选项，运行menucofig并保存设置后rtconfig.h中就会增加一个CUSTOM_MEM_MAP开关，这样mem_map.h就能包含custom_mem_map.h，可以在custom_mem_map.h中重定义需要修改的宏。

config CUSTOM_MEM_MAP
    bool 
    default y  

4.1 低功耗相关接口

为了实现低功耗的Standby模式，HCPU工程的link.sct文件定义一些PM框架使用的接口, 例如 $SDK_ROOTexample/pm/ble/ec-lb555/hcpu/linker_scripts/link_flash.sct 如果硬件平台支持PSRAM，则需要在link文件中定义如下的区域，SDK会使用RW_PSRAM2作为睡眠时数据的备份区域，该区域中的数据在睡眠时无法保存，对于需要保存的数据可以将其放在RW_PSRAM1区。

  RW_PSRAM1 PSRAM_BASE UNINIT{  ; ZI data, retained
    *.o (.l2_ret_data_*)
    *.o (.l2_ret_bss_*)
    *.o (.l2_cache_ret_data_*)
    *.o (.l2_cache_ret_bss_*)    
  }
  RW_PSRAM2 +0  UNINIT{  ; ZI data, not retained and reused by SRAM retention
    *.o (.nand_cache)
    *.o (.l2_non_ret_data_*)
    *.o (.l2_non_ret_bss_*)
    *.o (.l2_cache_non_ret_data_*)
    *.o (.l2_cache_non_ret_bss_*)  
  }
  ScatterAssert((ImageLength(RW_PSRAM1)+ImageLength(RW_PSRAM2))<PSRAM_SIZE)

类似的，SRAM也分为RW_IRAM0和RW_IRAM1区，RW_IRAM0中的数据在standby睡眠模式时会丢失，而RW_IRAM1中数据在standby睡眠时不会丢失

  RW_IRAM0 HCPU_RAM_DATA_START_ADDR UNINIT {  ; ZI data, not retained
#ifdef BSP_USING_PM  
    *.o (non_ret) ; non-retention section
    *.o (STACK)   ; ISR stack
#endif

    *.o (.l1_non_ret_data_*)
    *.o (.l1_non_ret_bss_*)
#ifndef BSP_USING_PSRAM
    *.o (.l2_non_ret_data_*)
    *.o (.l2_non_ret_bss_*)
    *.o (.l2_cache_non_ret_data_*)
    *.o (.l2_cache_non_ret_bss_*)
    *.o (.nand_cache)
#endif
  }  

  RW_IRAM1 +0  {  ; RW data  retained
 
    *.o (.l1_ret_data_*)
    *.o (.l1_ret_bss_*)
   .ANY (+RW +ZI)
  }

此外，HCPU还有64KB的Retention RAM，在link.sct文件中由RW_IRAM_RET区域指定，对于没有PSRAM的硬件平台，该区域被用来备份睡眠时需要保存的SRAM数据。

  RW_IRAM_RET HPSYS_RETM_BASE HPSYS_RETM_SIZE {  

   *.o (.l1_ret_text_*)
   *.o (.l1_ret_rodata_*)
   *.o (.retm_bss_*)
   *.o (.retm_data_*)
 
   idle.o (.bss.rt_thread_stack)
   bf0_hal_rcc.o   (.text.*)
#ifdef BSP_USING_PM   
   bf0_pm_a0.o        (.text.sifli_light_handler)
   bf0_pm_a0.o        (.text.sifli_deep_handler)
   bf0_pm_a0.o        (.text.sifli_standby_handler)
   drv_io.o           (.text.*)
   bf0_hal_gpio.o     (.text.*)
#endif  

    drv_psram.o(.bss.bf0_psram_handle)
  }

为了便于指定变量存放的区域，比如有些变量的值在睡眠时需要保存，而有些变量不需要，可以使用 $SDK_ROOT/middleware/include/mem_section.h 中定义的宏来指示变量存放的位置。例如，下面的代码将变量g_ble_db指定到了L1_NON_RET_BSS段，也就是RW_IRAM0中，这样睡眠时就不会保存该变量的数据。

L1_NON_RET_BSS_SECT_BEGIN(g_ble_db)
static struct fdb_kvdb g_ble_db;
L1_NON_RET_BSS_SECT_END

5. HCPU与LCPU项目内存规划实例

以 $SDK_ROOT/example/ble/ancs_dualcore/project/ec-lb555/ 为例，

5.1 HCPU

示例的HCPU使用mem_map.h中默认的宏定义，代码存放和执行地址为0x10020000，如果想将代码编译到0x10060000地址，BIN大小增加到1024KB，可以按以下几个步骤修改代码，

修改hcpu/Kconfig

mainmenu "Sifli Configuration"

config SIFLI_SDK
    string 
    option env="SIFLI_SDK"
    default "."

#SDK configuration	
source "$SIFLI_SDK/Kconfig"

config BF0_HCPU
    bool
    default y
    
config CUSTOM_MEM_MAP
    bool 
    default y      
    

执行menuconfig，保存配置并退出，确认更新后的rtconfig.h里增加了CUSTOM_MEM_MAP
在 hcpu/linker_scripts 目录下新建 custom_mem_map.h ，内容如下

#ifndef __CUSTOM_MEM_MAP__
#define __CUSTOM_MEM_MAP__

#undef  HCPU_FLASH_CODE_START_ADDR
#undef  HCPU_FLASH_CODE_SIZE
#define HCPU_FLASH_CODE_START_ADDR      0x10060000
#define HCPU_FLASH_CODE_SIZE            (1024*1024)


#endif  /* __CUSTOM_MEM_MAP__ */

修改 hcpu/board/SConscript ，给已有的path列表，增加一个路径[cwd + '/../linker_scripts']

path =  [cwd]
path += [cwd + '/ports']
path += [cwd + '/../linker_scripts']  # <-增加

在命令行执行scons –clean删除原来的编译结果，再执行scons -j8编译新的程序，查看build目录下生成 bf0_ap.map 可以看到HCPU代码的加载和执行地址都已经变为0x10060000

系统heap的起始地址由map文件里的段名Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit指示，结束地址为ER_IROM1_EX段的起始地址，即0x200FBC00

    Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit               0x2000721c   Number         0  anon$$obj.o ABSOLUTE
    Execution Region ER_IROM1_EX (Exec base: 0x200fbc00, Load base: 0x10095e6c, Size: 0x00001ab4, Max: 0x00004000, ABSOLUTE)    

    Execution Region ER_IROM1 (Exec base: 0x10060000, Load base: 0x10060000, Size: 0x00032d28, Max: 0x00100000, ABSOLUTE)

    Exec Addr    Load Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name        Object

    0x10060000   0x10060000   0x000007c0   Data   RO          175    RESET               startup_bf0_hcpu.o
    0x100607c0   0x100607c0   0x00000008   Code   RO         5163  * !!!main             c_w.l(__main.o)
    0x100607c8   0x100607c8   0x00000034   Code   RO         5592    !!!scatter          c_w.l(__scatter.o)

5.2 LCPU

一般而言，LCPU默认的memory规划已经可以满足大部分应用的需求，无需定制。例如在 lcpu/linker_scripts/link_lcpu.sct 中可以看到，代码和数据段是紧密存放，虽然使用了宏LCPU_RAM_CODE_SIZE限定了代码段最大不能超过140KB，但如果实际代码段只使用100KB，则数据段起始地址就是(0x200FC000+100*1024)=0x20115000，并不会浪费空间，同时为了避免RW变量load地址和exec地址的错位导致带初值的变量初始化错误，RW区使用不压缩格式

LR_IROM1 LCPU_RAM_CODE_START_ADDR LCPU_RAM_CODE_SIZE {    ; load region size_region
  ER_IROM1 LCPU_RAM_CODE_START_ADDR LCPU_RAM_CODE_SIZE  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
  }
  RW_IRAM1 AlignExpr(LPSYS_RAM_BASE+ImageLength(ER_IROM1), 16) ALIGN 16 NOCOMPRESS  {  ; RW data
   .ANY (+RW +ZI)
  }
  ; Load Address must be equal to Exec Address
  ScatterAssert((LoadBase(RW_IRAM1) OR 0x20000000) == ImageBase(RW_IRAM1))   ; <- 检查load地址与exec地址是否相同
  ScatterAssert((ImageLength(ER_IROM1)+ImageLength(RW_IRAM1)+LCPU_MBOX_SIZE)<LPSYS_RAM_SIZE)
}

以下为生成的map文件片段，代码段的加载和执行地址从0x000FC000开始，数据段的执行地址从0x201095A0开始，加载地址为0x001095A0，由前文的LCPU的Memory地址空间可知，他们指向了同一片物理memory。

    Execution Region ER_IROM1 (Exec base: 0x000fc000, Load base: 0x000fc000, Size: 0x0000d598, Max: 0x00023800, ABSOLUTE)

    Exec Addr    Load Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name        Object

    0x000fc000   0x000fc000   0x00000100   Data   RO          178    RESET               startup_bf0_lcpu.o
    0x000fc100   0x000fc100   0x00000000   Code   RO         3293  * .ARM.Collect$$$$00000000  mc_w.l(entry.o)
    0x000fc100   0x000fc100   0x00000004   Code   RO         3346    .ARM.Collect$$$$00000001  mc_w.l(entry2.o)
    0x000fc104   0x000fc104   0x00000004   Code   RO         3349    .ARM.Collect$$$$00000004  mc_w.l(entry5.o)
    0x000fc108   0x000fc108   0x00000000   Code   RO         3351    .ARM.Collect$$$$00000008  mc_w.l(entry7b.o)
...

    0x00109560   0x00109560   0x00000008   Data   RO          988    .sifli_reg.1        ble_connection_manager.o
    0x00109568   0x00109568   0x00000008   Data   RO          326    .sifli_reg.1.end    bf0_ble_common.o
    0x00109570   0x00109570   0x00000020   Data   RO         3419    Region$$Table       anon$$obj.o
    0x00109590   0x00109590   0x00000008   Data   RO          877    SerialTranExport    bf0_sibles_weather_service.o

    Execution Region RW_IRAM1 (Exec base: 0x201095a0, Load base: 0x001095a0, Size: 0x000045b8, Max: 0xffffffff, ABSOLUTE)

    Exec Addr    Load Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name        Object

    0x201095a0   0x001095a0   0x00000004   Data   RW         3299    .data               mc_w.l(rand.o)
    0x201095a4   0x001095a4   0x0000006c   Data   RW           42    .data..L_MergedGlobals  main.o
    0x20109610   0x00109610   0x00000024   Data   RW         1204    .data..L_MergedGlobals  drv_usart.o
    0x20109634   0x00109634   0x00000020   Data   RW         1320    .data..L_MergedGlobals  drv_i2c.o
...    
    0x201098a8   0x001098a8   0x00000010   Data   RW          267    .data.pin_service_cb  pin_service.o
    0x201098b8   0x001098b8   0x00000014   Data   RW         1093    .data.sifli_pm      bf0_pm_a0.o
    0x201098cc   0x001098cc   0x00000010   Data   RW         3273    .data.sys_service_config  sifli_lib.lib(data_service.o)
    0x201098dc        -       0x0000001c   Zero   RW          824    .bss..L_MergedGlobals  bf0_sibles_serial_trans_service.o

系统heap的起始地址由map文件里的段名Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit指示，结束地址为0x20123C00，即mailbox buffer的起始地址，可见LCPU可用的heap大小为90280字节。

    Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit               0x2010db58   Number         0  anon$$obj.o ABSOLUTE