如何在STM32开发中将堆配置到片外RAM？

电子设计联盟

4gbu4jmew4p64017000930.gif

: v" k$ Y* K! d2 O/ J; |点击上方蓝色字体，关注我们
STM32 系列的片上 RAM（内部 SRAM）通常在几十到几百 KB 范围内，对于需要大量内存的应用（例如图像处理、大量数据缓存、或复杂的数据结构管理等），这些片内 RAM 往往不够用。

4zdzcnuzq1m64017001031.png

# _7 H' O2 x4 f而使用片外 RAM，可以让系统拥有更大容量的堆区域，满足内存需求。

* Z3 p9 D$ v; O( p0 DSTM32 支持多种片外 RAM，如：

SDRAM：速度快，容量大，适合频繁访问的应用，但相对较复杂，通常需要较多的引脚。

SRAM：相对较慢但结构简单，适合中小容量需求。

PSRAM：成本低、接口简单，适用于一些中等容量的需求。
2 @6 p& K* ~- n) B# @
选择合适的片外 RAM 类型取决于应用的具体需求、速度要求、预算及功耗要求等。
2 K) J5 o# r& B2 y1
STM32片外RAM接口与配置
STM32 大多通过以下接口访问片外 RAM：
# W, |! ]* G1 S+ b

FSMC（Flexible Static Memory Controller）：适用于 STM32F1、STM32F4 系列，支持静态存储器（如 SRAM 和 PSRAM）。

FMC（Flexible Memory Controller）：通常用于 STM32F4、STM32F7、STM32H7 系列，支持 SDRAM 和 SRAM 等。
1 l( m, a  o( b' X3 V
配置流程：
% x* ~/ {8 `3 O* P/ ~+ e

引脚配置：将 RAM 的地址线、数据线与 STM32 的相应引脚连接，并通过 STM32CubeMX 或手动配置 GPIO。

时钟配置：启用 FMC/FSMC 控制器的时钟。

初始化配置：在程序中设置时序、控制器参数，初始化外部 RAM。

* |) K1 H! M2 d; p7 P2
! H8 u% b! l+ ~' E+ U# h0 f配置堆到片外 RAM
/ x& W% X& S- E" y) p; A5 Y. X4 M( b  KSTM32 系统中堆的分配主要在链接文件（linker script）中进行。步骤如下：

- U# `# K$ r  I" i0 R3 ]* M修改链接文件
8 m5 l# g7 I/ ~1 _& X: R1 Y. {通常 .ld 文件（如 STM32F4xx.ld）定义了各个内存段位置和大小。在默认情况下，堆通常在 RAM 段内。
, t# R' v! S: O) i7 Z, G, g2 r
& O0 K0 P/ C" \+ k* p# y要将堆放到片外 RAM，可以新建一个内存段并修改相关配置。

定义片外 RAM 段
- B4 h( G5 S# I$ M$ q' G& ]

MEMORY{    RAM (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K    EXTRAM (xrw) : ORIGIN = 0x60000000, LENGTH = 8M}
分配堆到 EXTRAM 段：在链接文件中添加以下内容：
$ r  p/ d) s. d1 I$ a2 u7 f

_estack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);   /* 内部RAM的堆栈顶 */_heap_base = ORIGIN(EXTRAM);_heap_size = LENGTH(EXTRAM);
  f; r: g5 D3 Q) R2 ^  s* Y( a修改系统初始化代码
有些 STM32 平台会在启动文件（如 startup_stm32f4xx.s）或 C 文件中初始化堆位置。根据新的堆地址，确保系统初始化时设置正确的堆地址范围。

在 STM32 的 AI 处理、图像处理、无线通信等对内存需求高的场景下，将堆放在片外 RAM 可以大幅度提升系统的可用内存，使 STM32 适应更复杂的任务。
# P5 U) e. h' ~, _6 ]$ O" F( g
由于片外 RAM 的速度通常不如片内 RAM 快，建议使用片外 RAM 存储相对大而少频繁访问的数据，片内 RAM 存储实时性要求高的数据。
2 \2 @) B; b* g5 x
4 G4 T0 O+ k' E7 p可以通过 DMA 访问片外 RAM，降低 CPU 的负载，提高数据传输效率。

3 v1 h( z1 B8 `$ x( o监控和调试外部 RAM 的分配情况（如 STM32CubeIDE 的实时内存监视器）可以确保分配正常、数据完整性良好。
8 S* E7 M1 i5 A7 f6 U4 V+ T

nalqmqygt0o64017001131.jpg

( u' b* Q6 M# o4 R7 W( r: ^# Z

z5ahzvhnznu64017001231.gif

, ~+ @7 [, h: ^* z& \点击阅读原文，更精彩~