為嵌入式應用選擇合適的閃存容量極具挑戰(zhàn)性。你需要確保有足夠的內(nèi)存來保護未來的功能、固件更新等。然而，與此同時，即使內(nèi)存是“廉價的”，你也不想過度使用它。

 

你的產(chǎn)品可能會被大量生產(chǎn)，這意味著你節(jié)省的每一分錢都會對你公司的財務成功產(chǎn)生重大影響。在某些情況下，這可能是在公司穩(wěn)定而成功的職業(yè)生涯，或者是充滿壓力、動蕩不安的職業(yè)生涯之間的差異。

 

讓我們來看看為嵌入式應用選擇合適閃存容量的幾種最佳實踐。

 

區(qū)分內(nèi)存類型

在選擇內(nèi)存大小之前，區(qū)分你可能選擇的不同類型的內(nèi)存非常重要。雖然有不同類型的閃存和RAM，但我們將著眼于一個非常簡單的類型:內(nèi)部與外部存儲器。

 

內(nèi)部閃存是微控制器的板載存儲器。當你去你最喜歡的供應商那里查找微控制器時，你會發(fā)現(xiàn)它們有不同的尺寸和不同的內(nèi)存。內(nèi)部存儲器用于存儲數(shù)據(jù)，例如：

l 應用代碼

l 引導裝載者

l 配置數(shù)據(jù)

l 客戶數(shù)據(jù)

l 信任根

 

外部存儲器是與微控制器無關的存儲器。你可以從微控制器中單獨選擇該存儲器。它通常通過QSPI、SDHC等連接到微控制器。外部存儲器通常用于：

l 應用程序映像存儲(在固件更新過程中)

l 客戶數(shù)據(jù)

l 文件系統(tǒng)

 

我們將專門探討選擇微控制器片上閃存的最佳實踐。

 

從內(nèi)存映射草案開始

當你第一次開始一個新項目時，你基本上不知道你將需要多少內(nèi)存。你的申請將包括：

l 業(yè)務邏輯(應用程序)

l 配置

l 庫(中間件)

l 低級驅(qū)動程序

 

很難知道你需要多少閃存空間，尤其是因為你可能需要額外的空間來存儲備用固件映像和產(chǎn)品發(fā)布后添加的未來功能。但是，你可以獲得一個初步的估計，這將有助于你確定你需要的基準或最小閃存量。

 

幾乎每個微控制器供應商都提供某種類型的配置工具。這些工具旨在幫助你快速啟動并運行微控制器！你可以快速配置RTOS，設置USB或文件系統(tǒng)，等等。我說的快，是指一個小時左右。

 

你可以使用微控制器配置工具來構(gòu)建一個快速應用程序，大致獲得你的最低閃存使用量。如果你看一下你的，你也會有一個總的記憶圖。告訴你每個庫有多大的映射文件。

 

“最低限度有什么好處？”你可能會想，但是最小值將幫助你限制你應該查看的內(nèi)存大小。它讓你知道什么是可接受的下限。

 

有了最小內(nèi)存映射和默認內(nèi)存映射，你就可以在內(nèi)存映射的基礎上估計所需的額外內(nèi)存。我將包括應用程序、應用程序圖像空間等等。

 

從引腳兼容的“大”存儲器開始

一旦有了內(nèi)存使用的下限，就需要確定它的上限。這是真正的工作需要做的地方。一般的經(jīng)驗法則是開始開發(fā)你的應用程序，使用你選擇的微控制器系列中最大的內(nèi)存。

 

不過，你必須小心一點，不要把自己封閉起來。雖然開發(fā)人員可能會使用最大的內(nèi)存部件來開始，但硬件團隊在某些時候需要限制硬件設計。最好的方法是識別具有引腳兼容器件的微控制器。

 

例如，你可能會選擇供應商A的B系列微控制器，它提供50種不同的引腳兼容器件，閃存從32 kB到1 MB不等。如果引腳兼容，硬件團隊可以設計硬件，而軟件團隊則處理應用程序并量化他們真正需要多少內(nèi)存。

 

量化你的“額外”空間

在某種程度上，選擇閃存大小的最大挑戰(zhàn)不是你的應用。它決定了你要為將來的特性、錯誤修復和固件更新留出多少額外的空間。

 

我的一般經(jīng)驗是確保應用程序至少有20%的空閑閃存空間。不幸的是，這20%只是一個任意的數(shù)字。我不知道有任何研究著眼于嵌入式應用，并確定在產(chǎn)品的生命周期中使用了多少額外的內(nèi)存。

 

這再次意味著你必須檢查你的產(chǎn)品路線圖，以確定你可能需要多少額外的內(nèi)存。通常，初始發(fā)布包含最多的功能。這是最小可行產(chǎn)品(MVP ),但這個最小值將使用最大量的閃存。

 

最好是根據(jù)當前應用程序的大小以及將添加到產(chǎn)品中的附加功能的預期數(shù)量和類型來估計你需要多少額外空間。如果你為客戶添加了很少有價值的特性，那么20%可能就足夠了。然而，如果你計劃推出并添加機器學習，那就是完全不同的場景了。你可能需要確保有一到十倍的可用內(nèi)存。

 

固件更新也會顯著影響你選擇的閃存大小。一種潛在的設計模式是在微控制器內(nèi)部存儲兩個圖像。這意味著，如果你的整個應用程序適合128 kB的閃存，你將需要額外的128 kB的閃存來存儲任何新的圖像！

 

對于微控制器來說，內(nèi)部閃存通常比外部閃存貴得多。因此，我們通常使用外部閃存來存儲圖像，這些圖像可以在更新期間傳輸?shù)絻?nèi)部存儲器。

 

正如你所看到的，決定你需要多少額外空間很大程度上取決于你在部署系統(tǒng)后將如何處理它。你可能會發(fā)現(xiàn)10%就足夠了，或者你需要100%或更多的額外空間。

 

采取下一步行動

在本帖中，我們探討了為嵌入式系統(tǒng)選擇合適閃存容量的幾種最佳實踐。這些最佳實踐包括在開發(fā)周期的早期生成內(nèi)存映射，以及在應用程序完成后留出20%的空閑空間。

 

根據(jù)你的最終目的和目標，什么適合你的應用程序的具體細節(jié)會有所不同。真的沒有放之四海而皆準的方法或指導可以應用。然而，本帖中討論的最佳實踐可以幫助你獲得一些想法，并幫助你為嵌入式系統(tǒng)選擇合適大小的閃存。