最近做FreeRTos，以及前面設計的RVOS，這種RTOS級別的系統內存上的分布與CortexA系列里面的分布有相當大的區別，給我搞糊涂了。
目錄
-
STM32（Cortex-M系列）的內存與存儲機制
- Flash存儲內容
- RAM存儲內容
- 啟動與運行時流程
- 示例代碼解析
-
i.MX6ULL（Cortex-A系列）的內存與存儲機制
- 物理內存布局
- 程序存儲與加載流程
- 多級啟動過程
- 裸機程序處理
-
STM32與i.MX6ULL的關鍵差異對比
- 架構設計差異
- 存儲與啟動流程對比
- 內存管理機制
-
總結與適用場景
1. STM32（Cortex-M系列）的內存與存儲機制
Flash存儲內容
- 程序代碼：所有編譯后的機器指令。
- 常量數據：
const修飾的全局變量、字符串常量。 - 初始化數據：全局/靜態變量的初始值（運行時復制到RAM）。
RAM存儲內容
- 堆棧（Stack）：局部變量、函數調用上下文。
- 堆（Heap）：動態分配的內存（
malloc/new）。 - 全局/靜態變量：運行時實際存儲位置（含
.data和.bss段）。
啟動與運行時流程
-
上電啟動：
- CPU從Flash固定地址（
0x08000000）讀取復位向量，執行啟動代碼（Reset_Handler）。 - 啟動代碼將
.data段（初始化數據）從Flash復制到RAM，并清零.bss段。
- CPU從Flash固定地址（
-
指令執行：
- CPU通過指令總線直接從Flash讀取指令。
- 通過ART加速器或預取隊列優化訪問延遲。
示例代碼
const int FLASH_CONST = 100; // 存儲在Flash
int ram_var = 42; // 初始值在Flash，運行時在RAMvoid main() {int stack_var; // 棧中分配（RAM）static int static_var; // .bss段（RAM）
}
2. i.MX6ULL（Cortex-A系列）的內存與存儲機制
物理內存布局（以1GB DDR為例）
| 地址范圍 | 用途 |
|---|---|
0x80000000 ~ ... | Linux內核空間 |
0x90000000 ~ ... | 用戶空間（應用程序、堆棧） |
| 保留區域 | GPU/VPU內存、DMA緩沖區 |
程序存儲與加載流程
- 存儲介質：eMMC、SD卡、NAND Flash等。
- 多級啟動過程：
- Boot ROM：固化在芯片內部，加載第一級引導程序（如U-Boot）到片內OCRAM。
- Bootloader（U-Boot）：
- 初始化硬件（DDR、外設）。
- 從存儲設備加載內核鏡像（
zImage）、設備樹（.dtb）、根文件系統到DDR。
- Linux內核：解壓并初始化MMU、進程管理等，掛載根文件系統。
- 用戶程序：從文件系統加載到DDR用戶空間執行。
裸機程序處理
- 鏈接腳本示例：
MEMORY {RAM (rwx) : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 512M } SECTIONS {.text : { *(.text) } > RAM /* 代碼段 */.data : { *(.data) } > RAM /* 初始化數據 */.bss : { *(.bss) } > RAM /* 未初始化數據 */ }
3. STM32與i.MX6ULL的關鍵差異對比
| 特性 | STM32（Cortex-M） | i.MX6ULL（Cortex-A） |
|---|---|---|
| 核心定位 | 實時控制（微控制器） | 復雜應用（應用處理器） |
| 指令執行位置 | 直接在Flash中執行 | 必須加載到RAM執行 |
| 內存管理 | 無MMU，直接訪問物理地址 | 支持MMU和虛擬內存 |
| 啟動流程 | 單階段啟動（Flash → 運行） | 多階段啟動（Boot ROM → U-Boot → Kernel） |
| 典型存儲介質 | 片內Flash | eMMC、SD卡、NAND Flash |
| 典型應用場景 | 實時控制、傳感器處理 | 嵌入式Linux、GUI應用、多媒體處理 |
4. 總結與適用場景
STM32的適用場景
- 實時性要求高（如電機控制、工業自動化）。
- 資源受限（小內存、低功耗）。
- 無需復雜操作系統支持。
i.MX6ULL的適用場景
- 需要運行Linux/Android等操作系統。
- 處理多媒體、網絡通信等復雜任務。
- 外設接口豐富（如GPU、攝像頭接口）。
設計哲學差異
- STM32：簡單直接，強調實時性和確定性。
- i.MX6ULL：通過多級抽象（MMU、虛擬內存）支持復雜應用，犧牲部分實時性換取靈活性。
相關技術點擴展：
- STM32啟動文件（startup.s）詳解
- i.MX6ULL U-Boot移植實戰
- ARM Cortex-M與Cortex-A架構對比
關注作者，獲取更多嵌入式開發干貨！
版權聲明：本文為博主原創文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議，轉載請附上原文出處鏈接和本聲明。
