深入理解 Xtensa 架构 ESP32 内存架构（SRAM、IRAM、IROM、DRAM、DROM详解）
在 ESP32 及其他 Xtensa 架构 MCU 中，内存被划分为不同的区域，以优化性能和存储管理。这些内存区域包括 SRAM, IRAM, DRAM, IROM, DROM，它们各有用途。
1. 内存区域总览
ESP32 的内存架构主要由：
- SRAM（Static RAM）
- IRAM（Instruction RAM）
- IROM（Instruction ROM）
- DRAM（Data RAM）
- DROM（Data ROM）
组成，每个部分有特定的用途。
| 名称 | 作用 | 存储内容 | 特性 |
|---|---|---|---|
| SRAM（Static RAM） | 片上 RAM | IRAM + DRAM | 速度快，供 CPU 使用 |
| IRAM（Instruction RAM） | 指令 RAM | 存放可执行代码（运行时加载） | 运行时可修改 |
| DRAM（Data RAM） | 数据 RAM | 存放 .bss（未初始化数据）、.data（已初始化数据） | 运行时可修改 |
| IROM（Instruction ROM） | 指令 ROM | 存放 Flash 里的 .text（程序代码） | 运行时不可修改 |
| DROM（Data ROM） | 数据 ROM | 存放 Flash 里的 .rodata（只读数据） | 运行时不可修改 |
2. 详细解析
2.1 SRAM（Static RAM，片上静态 RAM）
- SRAM 是 MCU 内部的 RAM，供 CPU 使用
- 由 IRAM（存放指令）+ DRAM（存放数据） 组成
- 运行速度快（比外部 Flash 快很多）
SRAM 的划分
SRAM0 + SRAM1（用于 IRAM 和 DRAM）
- IRAM：指令 RAM，存放 可执行代码
- DRAM：数据 RAM，存放 数据（变量、堆、栈）
SRAM2（仅用于 DRAM）
- 仅存放 数据
2.2 IRAM（Instruction RAM，指令 RAM）
- 存放 可执行代码
- 用于高实时性任务，比如 中断处理
- 代码必须从 Flash 加载到 IRAM 才能运行
- IRAM 里的代码可以被修改
🔹 示例：
在 ESP-IDF 里，想要让某个函数运行在 IRAM，需要使用 IRAM_ATTR 修饰符：
void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void *arg) {
// GPIO 中断处理（放入 IRAM，提高执行速度）
}
2.3 DRAM（Data RAM，数据 RAM）
- 存放 数据（变量、栈、堆）
- DRAM 里的数据 可读可写
- 运行时 CPU 从 DRAM 读取变量数据
DRAM 里存放的内容：
.data（已初始化的全局变量）.bss（未初始化的全局变量）- 堆（Heap）
- 栈（Stack）
简单理解：DRAM 里存放的是程序运行时需要用的数据，比如全局变量、栈、堆等
2.4 IROM（Instruction ROM，指令 ROM）
- 存放 Flash 里的程序代码（.text）
- 代码不能被修改，只能执行
- 运行时，CPU 从 Flash 直接取指令执行
IROM 是存放在 Flash 里的代码，只有一部分需要提高执行速度的代码会被拷贝到 IRAM 执行
2.5 DROM（Data ROM，数据 ROM）
- 存放 Flash 里的只读数据（.rodata）
- 运行时 CPU 直接从 Flash 读取
- 不能修改
DROM 里存放的内容：
.rodata（只读数据，如const char[]字符串）- 其他只读配置数据
简单理解：DROM 是存放在 Flash 里的只读数据（比如 const char *string = "Hello"）
3. ESP32 内存架构示意图
+-------------------------+ 0x40000000 (IROM)
| Flash (代码) | 存放 .text（程序代码）
+-------------------------+
| Flash (只读数据) | 存放 .rodata（只读数据） <--- DROM
+-------------------------+
| IRAM (指令 RAM) | 运行时加载的代码 <--- IRAM
+-------------------------+ 0x3F800000 (SRAM)
| DRAM (数据 RAM) | 存放变量、堆、栈 <--- DRAM
+-------------------------+
4. 什么时候用 IRAM？
需要高实时性，避免 Flash 访问延迟
- 中断处理（ISR）
- WiFi、蓝牙实时任务
- 定时器回调
方法：使用 IRAM_ATTR
void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void *arg) {
// 高速执行的 GPIO 中断
}
5. 什么时候用 DRAM？
存放变量
- 全局变量
- 堆（malloc 分配）
- 栈（局部变量、函数参数）
方法：直接使用全局变量
int counter = 0; // 存放在 DRAM
6.总结
❓ 为什么有 IRAM 和 IROM？ 👉 IROM 在 Flash，CPU 取指令慢，所以部分代码（中断、WiFi 任务）需要拷贝到 IRAM 加速执行。
❓ 为什么有 DRAM 和 DROM？ 👉 DRAM 是可变数据，DROM 是 Flash 里的只读数据。
❓ 如何让代码运行在 IRAM？ 👉 使用 IRAM_ATTR 修饰符：
void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void *arg) { ... }
❓ 如何减少 RAM 占用？ 👉 const 变量存放在 Flash
const char *string = "Hello"; // 存入 DROM，节省 DRAM