如何在RAM中调试程序？

MamoYU

如何在RAM中调试程序？ [复制链接]

单片机的程序一般是存储在Flash中，芯片上电之后CPU从Flash读取指令并执行。与SRAM相比，对Flash的写入速度要慢很多，特别是Flash写入数据之前还需要进行耗时的擦除操作。在某些情况下存在将程序放在SRAM运行或者调试的需求。

下面两张图是STM32片内SRAM和Flash在使用J-Link调试器时的下载速度对比，SRAM下载速度达到了109.7KB/s，而Flash的下载速度仅有10.3KB/s，写入速度差距显而易见。

在对需要频繁改动的代码的调试过程中，如果将代码放置到SRAM运行，能够节约很多时间，省去了擦除和写入Flash的时间。如果从功耗的角度考虑，将应用程序放在SRAM运行，每次系统上电通过bootloader程序将应用从Flash复制到SRAM，然后关闭Flash的电源，这样可以使系统的功耗更低。

在SRAM中调试代码，在IDE中添加断点时使用的是软件断点，也就是说断点的数量是不受限制的，而在Flash中调试时添加的断点必须是硬件断点，硬件断点的数量一般只有4~8个，同时添加的断点超过这个数量时就无法再添加了。

虽然Flash的擦写寿命一般都有10000次以上，在调试过程中不太可能因为擦写Flash到这个次数而导致失效，但也确实可以作为在SRAM中调试代码的理由。

当然，虽然在SRAM中调试和运行程序有很多好处，但是这只适合片内的SRAM，如果是外扩的Memory，速度比片内SRAM就要慢得多，而且功耗优势也就不存在了。另一方面，一般片内SRAM的容量比较有限，相比Flash要小很多，这也是不足的一个地方。

实现在SRAM调试的方法

不同的架构处理器实现起来的方式一般存在差异，但是思路基本是一致的。修改链接器设置，将代码的链接地址改成SRAM，并且需要更改向量表的地址到SRAM合适的位置。至于在如何引导从SRAM中的代码开始执行，有两种做法。以STM32为例，可以控制BOOT引脚，复位时从SRAM启动。

 

另一种是直接使用IDE的调试和下载按钮，IDE调试软件自动将代码下载到SRAM区域，并通过设置PC让程序执行，在SRAM中调试程序一般是使用这种方式。下面以SEGGER的Embedded Studio for ARM(简称SES)和STM32F1系列MCU为例，演示在SRAM中调试代码。

1、修改链接器配置

在SES中可以不修改链接器脚本，因为直接改脚本的工作量稍大一点。直接改内存映射文件：

 

在内存映射文件中直接将Flash的地址改成SRAM的前面部分区域，剩余的用作程序的RAM。

 

2、修改向量表的地址

因为Cortex-M要求向量表放置在零地址，启动后可以更改。所以在SRAM起始地址放置向量表。在链接器脚本中将向量表所在的section定位到SRAM的起始地址。但这里用的方法并不需要修改，因为这里Flash的地址现在实际上已经是SRAM的地址。

 

3、设置向量表基地址寄存器

Cortex-M的系统控制块的VTOR寄存器控制着向量表的基地址，所以还需要将该寄存器的值配置为SRAM起始地址。如果使用了ST的HAL库，在CMSIS的驱动文件中已经有实现的代码，在只需要在编译器宏定义中定义一个名为“VECT_TAB_SRAM”的宏。

通过链接器的映射文件，检查链接后的代码地址，可以看到确实是定位到了SRAM，向量表也在SRAM的起始地址。

接下来就可以在SRAM中对代码进行调了。

 

lvrc01

好详细的文章，匆匆浏览一遍，还要仔细读一读。

MamoYU

lvrc01 发表于 2022-3-23 16:56 好详细的文章，匆匆浏览一遍，还要仔细读一读。

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