如何增加QN902x可用的代码空间

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QN902x简介


QN902x是一款超低功耗、高性能和高度集成的Bluetooth LE解决方案。在单个芯片上集成了射频前端、控制器(MCU)、协议栈和profile应用，提供了一种灵活易用的SoC解决方案。


QN902x适用于需要蓝牙数据传输的各种应用领域，如运动健身、人机界面设备以及启用应用程序的智能配件。该产品专为可穿戴电子产品而设计，可在纽扣电池等小容量电池的驱动下运行。典型的应用包括穿戴式设备、智能门锁、POS机等。


用户还可以将QN902x用作嵌入式控制器，连接至其他应用处理器，以实现更高级的应用。


QN902x的其他系统特性包括完整集成的DC-DC和LDO、低功耗睡眠定时器、电池检测器、通用ADC和通用IO。在所有模式下都具有非常低的功耗，它能够在电池供电系统中实现较长的使用寿命，同时保持出色的射频性能。


背景


QN902x的存储器包含三部分：


ROM：存放蓝牙协议栈代码


Flash：128KB，存储代码和数据。


RAM：64KB，用于存放运行时的数据和应用代码。


在Boot期间，引导程序会将应用程序代码从Flash导入到RAM中运行，所以运行的代码和数据两者总量，最大不得超过RAM的容量，即不能超过64KB。这样在RAM中运行代码，从而有效地降低芯片的功耗。


ROM的空间不允许用户使用，但ROM中的蓝牙协议栈的全局变量和exchange memory会占用RAM的一部分空间，除去该部分外，用户可在RAM中使用的代码空间约为51KB。


QN902x SDK中提供的所有例程代码的scatter file中有如下定义：


         LR_ROM1 0x10000000 0xCDB0


在用户的代码中，QN902x蓝牙协议栈做从设备的补丁函数库qn9020b4_lib_peripheral_v42.lib约占用16.5KB，在线升级函数库OTA_LIB约占3.5KB。因此，最终预留给应用程序的代码空间约为31KB，如当前所用的代码空间不够用的情况下，需要一种优化办法来提升可用的应用代码空间。


优化办法


在研究ROM的蓝牙协议栈中发现，如果设备作Peripheral角色时，可以抠出一部分指定区域的的RAM空间，供用户代码使用。这是因为QN902x作Central角色时，可以同时支持连接8个设备，ROM里的蓝牙协议栈预留了存储8个设备连接信息的数据块，即全局变量llc_env[]和smp_env[]，且这两个数据块在RAM中是指定在固定位置的。


但芯片作Peripheral角色时，只需连接一个设备，可以将未使用的RAM空间拿来填充用户代码。因此这种情况下，代码空间可以优化，具体的操作步骤如下：


步骤一： 在工程的scatter file 中新增六块片区，将大小合适的可链接文件放入新增片区空间。经实际测试和验证，可以增加如下加粗字体部分的内容，其中蓝色字体的部分可增加一块不大于560 Bytes空间，其余五个片区都可以增加不大于444 Bytes的额外代码空间。

步骤二：打开基于prj_qpps更改后的工程编译成功后生成的map文件，如下图所示。map文件中每一行代表一个文件的存储分配情况。



选取那些一行中所有占用空间(即Code + RO + RW + ZI )段之和，大小小于560字节或者444字节的可链接文件放入新增的代码空间中。

举例说明


下面举两个示例操作如下：


示例1：上图中的app_task.o的Code + （inc. data）+ RO  总和为524 Bytes, 小于560 ，大于444， 则它的放置位置如下：


APP_CODE_BANK7_PERIPHERAL_ONLY 0x1000D2E4 0x230


{


    app_task.o （+RO +RW +ZI）


}


示例2：上图中的serialflash.o和wdt.o的Code + （inc. data）+ RO + RW 的总和是194字节，小于444，则它们可以放置的位置如下：


APP_CODE_BANK7_PERIPHERAL_ONLY_1 0x1000E580 0x1BC


    {


       serialflash.o （+RO +RW +ZI）


       wdt.o  （+RO +RW +ZI）


    }


重新编译成功之后，再打开map文件，检查以下这些片区是否分配正确的可链接文件。


0x1000D2E4


0x1000E580


0x1000E764


0x1000E948


0x1000EB2C


0x1000ED10



如下图为以上示例1和示例2更改后，更改有效之后，在map文件中显示如下：

结论



用户代码一共可以增加如下六块碎片区域：

六部分的可用空间一共是0x230+0x1BC * 5 = 0xADC（2780）, 约2.71 KB. 所以如果芯片作Peripheral角色时，最大可增加用户代码约2.7KB。




作者：张文斌    文章出处：恩智浦MCU加油站

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