网站空间的申请网络规划设计师课件
1. Flash（闪存）（程序存储器）
用途
-
存储程序代码：编译后的机器指令（如
.text段）、常量数据（如.rodata段）等。 -
掉电不丢失：程序固化在 Flash 中，重启后仍存在。
特点
-
只读或需擦除写入：运行时不可直接修改（需特殊操作，如 Flash 编程）。
-
访问速度较慢：比 RAM 慢，但容量较大（STM32 的 Flash 通常为几十 KB 到几 MB）。
-
寿命有限：Flash 有擦写次数限制（约 1 万~10 万次）。
示例
-
STM32 的
.hex或.bin文件烧录到 Flash 中，CPU 从 Flash 读取指令执行。
2. RAM（随机存取存储器）（数据存储器）
用途
-
存储运行时数据：包括全局变量、静态变量、栈、堆等。
-
掉电丢失：数据仅在供电时保持。
特点
-
可读写：直接通过指令（如
LDR/STR）操作。 -
访问速度快：适合频繁读写的临时数据。
-
容量较小：STM32 的 RAM 通常为几十 KB 到几百 KB。
RAM 的细分区域
-
栈（Stack）
-
存储函数调用的临时数据（局部变量、返回地址等）。
-
由编译器自动管理，向下增长（高地址 → 低地址）。
-
-
堆（Heap）
-
存储动态分配的内存（如
malloc分配）。 -
由程序员手动管理，向上增长（低地址 → 高地址）。
-
-
全局/静态变量区
-
存储全局变量（
.data段）和未初始化的静态变量（.bss段）。
-
3. 栈（Stack）与堆（Heap）
-
位置：均位于 RAM 中，但方向相反（栈向下，堆向上）。
-
管理方式：
-
栈由编译器自动管理（通过
PUSH/POP或函数调用）。 -
堆需手动分配/释放（
malloc/free），在单片机中较少使用。
-
-
典型问题：
-
栈溢出（Stack Overflow）：函数嵌套过深或局部变量过大。
-
堆内存泄漏（Heap Leak）：未释放动态内存。
-
4. 四者的关系与内存布局
内存分布示例（STM32）
plaintext
复制
Memory Address↑| 0xFFFFFFFF (不存在的地址)| ... | Heap（向上增长） ← 堆顶（Heap Top）| ... | 未使用的 RAM 空间| ... | Stack（向下增长） ← 栈顶（Stack Top）| 全局/静态变量（.data/.bss）| ↓ 0x00000000（RAM 起始地址）
Flash 与 RAM 的分工
-
Flash：存放代码和常量（只读），CPU 直接从 Flash 取指令执行。
-
RAM：存放运行时的变量和临时数据（可读写）。
5. 对比表格
| 特性 | Flash | RAM | 栈（Stack） | 堆（Heap） |
|---|---|---|---|---|
| 用途 | 存储代码、常量 | 存储变量、栈、堆 | 函数调用时的临时数据 | 动态分配的内存 |
| 读写速度 | 慢 | 快 | 快（直接操作栈指针） | 慢（需内存管理） |
| 生命周期 | 永久（掉电不丢失） | 临时（掉电丢失） | 随函数结束释放 | 需手动释放 |
| 管理方式 | 编译器分配 | 编译器/程序员分配 | 编译器自动管理 | 程序员手动管理 |
| 增长方向 | 无 | 无 | 向下（高→低地址） | 向上（低→高地址） |
| 典型问题 | 擦写次数耗尽 | 容量不足 | 栈溢出 | 内存泄漏、碎片化 |
6. 实际开发中的关键点
Flash 相关
-
代码优化：减少 Flash 占用（如启用编译器优化
-Os）。 -
常量存储：使用
const关键字将常量放入 Flash（而非 RAM）。 -
固件更新：通过 Bootloader 更新 Flash 中的程序。
RAM 相关
-
全局变量最小化：避免占用过多 RAM。
-
栈大小配置：在启动文件（如
startup_stm32xxxx.s）中设置足够栈空间。 -
堆的谨慎使用：在单片机中尽量避免动态内存分配。
调试技巧
-
内存溢出检测
-
使用调试器监视栈指针（
SP）和堆指针。 -
在栈和堆的边界填充特定模式（如
0xDEADBEEF），通过断点检测溢出。
-
-
链接脚本分析
-
检查
.ld文件，明确 Flash 和 RAM 的地址分配。
-
-
内存使用统计
-
通过编译生成的
.map文件，查看各段（.text,.data,.bss）的大小。
-
7. 示例：STM32 的启动文件配置
在 STM32 的启动文件（如 startup_stm32f4xx.s）中，Flash 和 RAM 的分配通过链接脚本（.ld）定义：
/* 链接脚本片段 */
MEMORY
{FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K /* Flash 起始地址和大小 */RAM (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K /* RAM 起始地址和大小 */
}/* 栈和堆大小的定义 */
_stack_size = 0x1000; /* 4KB 栈 */
_heap_size = 0x200; /* 512B 堆 */