STM32开发过程中碰到的问题总结 - 4

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前言

记录下在使用STM32L4系列芯片进行开发时，碰到的各种问题，第4期。

比较杂。

1、编译时的IRAM1和IRAM2 分别是什么意思啊

在Keil5编译环境中，​​IRAM1​​和​​IRAM2​​分别指代嵌入式芯片内部不同物理地址段的​​片内随机存取存储器（On-Chip RAM）​​，其核心区别在于​​内存空间的分配逻辑​​和​​应用场景​​

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基础定义与芯片关联性

1. IRAM的物理本质
   IRAM（Internal RAM）是芯片制造商在MCU内部集成的RAM存储单元，其地址范围由芯片的Memory Map决定。例如：
   • STM32F407的IRAM1地址为0x20000000（128KB），IRAM2为0x10000000（64KB）

   • CW32L010F8的IRAM1地址为0x20000000（4KB），无IRAM2

2. Keil中的配置逻辑
   Keil通过工程设置中的Target -> Read/Write Memory Areas定义IRAM的地址和大小，但该界面仅支持两段RAM设置。对于多RAM区间的芯片（如STM32H7B0），需通过分散加载文件（.sct）完整描述所有物理RAM段。

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二、IRAM1与IRAM2的功能差异

维度	IRAM1	IRAM2
默认用途	存放全局变量、栈（Stack）和堆（Heap）	扩展用途（如DMA缓冲区、RTOS任务栈）
启动代码初始化	由startup_xxx.s中的初始化代码清零	需手动管理或通过分散加载文件指定初始化
访问速度	通常与CPU同频，延迟更低	可能位于低速总线（如AHB2），延迟略高
典型配置	主程序运行的核心RAM区	可选配置，部分芯片无此区域

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2、多线程时使用Printf进行打印，为什么有些日志会被吞掉呢？

printf函数打印的工作原理

printf是C标准库函数，其内部实现依赖于底层字符输出函数fputc。每次调用printf时，它会遍历格式化字符串，逐个字符调用fputc进行输出。

// 用户自定义的fputc实现（以串口为例）
int fputc(int ch, FILE *f) {HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, 1000);  // 发送到串口1return ch;
}

-	​​关键代码路径​​：printf() → vfprintf() → __fputc() → ​​用户重写的fputc​

怀疑点
STM32中的HAL_UART_Transmit函数的调用本身不是线程安全的，当多个线程同时调用它时，会导致对统一硬件资源（UART）的竞争，进而覆盖数据，因此，需要互斥锁或者队列保证同一时间只有一个线程访问UART。

写代码测试
我们写两个线程进行打印的功能，1个高优先级的线程，1个低优先级的线程，让两个线程不停的打印信息，查看现象

查看下方的测试结果能够看到，高优先级任务打印的内容反而丢的更多，所以也怀疑是printf函数调用结束之后

改善办法
可以通过在printf函数之前加上互斥锁，进行有效的解决

我们写两个线程，1个高优先级的线程，1个低优先级的线程，让两个线程不停的打印信息，查看现象

查看现象问题得到有效的解决。

3. 程序下载不进去，提示Contents mismatch at: 08006B3CH

问题现象

问题原因

4. 裸机开发中因栈空间不足导致的反复重启问题

问题描述
在将一个比较大的公共组件移植到非操作系统的设备上时，发现一运行就动不动崩溃，关键是看代码逻辑也看不出来什么问题。
然后排查了一些时间，发现是栈空间不足导致的，之前在基于FreeRTOS的开发中也经常碰到这个问题，这里就简单说一下

STM32裸机开发如何调整栈深度

通常，栈的大小在启动文件（startup_stm32xxxxx.s）中定义，用Stack_Size这个EQU来设置。不同的STM32系列可能有不同的默认值，比如F1可能默认是0x400（1KB），而F4可能更大，比如0x800（2KB）。但具体数值需要根据具体的启动文件来确定，不同的编译环境（如Keil、IAR、STM32CubeIDE）也可能有不同的默认设置

如何确定合适的栈大小。这时候需要考虑应用中的函数调用深度、中断嵌套层数以及局部变量的大小。如果函数递归调用层次深，或者中断频繁且嵌套多，局部变量占用空间大，就需要更大的栈空间。相反，简单的应用可能不需要太大的栈。

Keil的map文件可以查看函数的调用深度和局部变量的大小；而调试时，可以通过填充栈内存并检查最大使用量来确定实际需求。

栈大小的选择依据

RAM中数据的分布
High Address →
┌───────────────┐
│ Stack │ ← 栈顶（向下生长）
├───────────────┤
│ Heap │ ← 堆（向上生长）
├───────────────┤
│ .bss │ ← 未初始化全局变量
├───────────────┤
│ .data │ ← 已初始化全局变量
└───────────────┘
Low Address →

栈中存放哪些信息
存放局部变量、函数调用时的返回地址、函数参数、中断上下文（寄存器保存）等。

解决办法

所以我们可以根据当前使用芯片的RAM大小和程序中使用栈的情况基本能够有个预估。
比如我这里用的芯片RAM有100K，我明知道我全局变量啥的用的很少，但是我局部变量用的很多，所以我把栈的大小从1K调整到了4K。

裸机开发和基于FreeRTOS的开发栈调整的方式差异

裸机
裸机开发时，我们所有的消耗都是消耗的主栈（MSP）的。

使用FreeRTOS

使用了RTOS时，每个任务会有自己的栈空间，这时候主栈（MSP）的大小可能不需要太大，因为在线程模式下，任务栈由PSP管理，而主栈主要负责处理异常信息和中断，所以主栈的压力会小很多

5. 下载时提示 下载到flash出错(Selected Data (0x8000 - 0xc543) does not fit …)

问题现象
程序编译好后，使用Jflash和Keil5进行下载都提示下载失败，按照网上的教程重新擦除后再下载也不行。

解决办法
发现我程序写入到Flash的起始地址是0x00008000，正常情况下应该是0x0800 0000。
然后意识到是自己的一些配置项配错了（Use Memory Layout from Target Dialog）没有配置，因为之前我们都是使用的自己写的程序链接脚本，然后现在更换成了Keil5上界面配置的后，没注意到要勾选这里。