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瑞薩RA-T系列芯片馬達(dá)類工程TCM加速化設(shè)置（上）

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RA8T2 sensorless方案的樣例工程；再給大家分享一個(gè)免注冊的免費(fèi)下載地址：
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下面介紹一下

將馬達(dá)樣例工程進(jìn)行TCM優(yōu)化的具體步驟

以RA8T1_MCILV1_SPM_LESS_FOC_E2S_V101工程為例，首先需統(tǒng)計(jì)電流環(huán)需要的的所有函數(shù)，并將它們分配到ITCM中。在本樣例工程中，這些函數(shù)分為兩類：一類是Open Source的，一類被封裝到lib文件中的。

由于涉及到的函數(shù)數(shù)量較多，現(xiàn)僅舉例說明設(shè)置方法：

如函數(shù)R_ADC_Read，其作用是讀出當(dāng)前的相電流采樣數(shù)據(jù)，是整個(gè)電流環(huán)計(jì)算的開端。函數(shù)體定義在/工程根目錄/ra/fsp/src/r_adc/r_adc.c文件中。可在函數(shù)定義前增加修飾語句__attribute__((section(".itcm_data")))，將該函數(shù)指定分配到ITCM中。

示例：

__attribute__((section(".itcm_data")))
fsp_err_tR_ADC_Read(adc_ctrl_t* p_ctrl, adc_channel_tconst reg_id,uint16_t*constp_data)

ITCM起始地址為0x00000000，編譯后，查看map文件，可以確認(rèn)函數(shù)被分配到了ITCM區(qū)域中。

也可用系統(tǒng)推薦宏定義進(jìn)行設(shè)置，宏定義在工程根目錄 afspsrcspmcuallsp_compiler_support.h文件中，

具體定義如下所示：

#defineBSP_PLACE_IN_SECTION(x)_attribute__((section(x))) __attribute__((__used__))

本宏定義增加了對函數(shù)屬性的進(jìn)一步修飾，通常可用的修飾如下所示：

noinline/inline
used
long_call

對于函數(shù)的修飾，不是本文重點(diǎn)，請查閱其他材料進(jìn)行確認(rèn)。

通常情況下，算法是公司的核心資產(chǎn)。所以存在封庫使用，或者利用第三方提供算法庫的情況。在這樣的情況下我們無法找到算法庫中的函數(shù)本體進(jìn)行設(shè)置。那我們就需要考慮將庫文件整體放入ITCM中。

如RA8T1_MCILV1_SPM_LESS_FOC_E2S_V101樣例工程，使用了三個(gè)庫文件librm_motor_current.a，librm_motor_estimate.a，librm_motor_speed.a，分別用于處理電流環(huán)、位置估算、速度環(huán)的一些算法。

要實(shí)現(xiàn)本操作，需對ld文件進(jìn)行修改。ld文件（鏈接描述文件）是控制鏈接器行為的關(guān)鍵腳本文件，主要用于管理目標(biāo)文件的內(nèi)存布局和符號(hào)解析。通過腳本指令精確控制輸入文件(.o/.a)如何組合到輸出文件(可執(zhí)行文件/庫)中，并定義程序在內(nèi)存中的布局結(jié)構(gòu)。?

在本工程的ld文件中，首先定義了存儲(chǔ)器的物理參數(shù)：包括各內(nèi)存區(qū)域的起始地址、容量及訪問屬性（如可讀/寫/執(zhí)行）；接著加載了必要的庫文件；通過SECTIONS指令規(guī)劃段的分布策略，明確代碼段、數(shù)據(jù)段、特殊功能段在存儲(chǔ)空間的具體位置。同時(shí)腳本還設(shè)置了關(guān)鍵的系統(tǒng)級(jí)配置：指定程序執(zhí)行的入口地址，各模塊能按預(yù)定邏輯在存儲(chǔ)器中精準(zhǔn)排布。

關(guān)于ld文件的布局，不是本文重點(diǎn)，請搜索相關(guān)資源，進(jìn)行理解。

ld文件的設(shè)置需使用標(biāo)準(zhǔn)命令，本文不詳細(xì)展開，請搜索相關(guān)資源，進(jìn)行理解。

下面我們詳細(xì)介紹本次修改的操作

在工程目錄script文件夾下，打開fsp.ld文件。

在SECTIONS命令后，鏈接代碼段.text :內(nèi)刪除*(.text*)語句，更改為*(EXCLUDE_FILE(*librm_motor_estimate.a:*.o *librm_motor_current.a:*.o *librm_motor_speed.a:*.o) .text.*)。這樣在鏈接時(shí)，將不對這三個(gè).o的lib文件在此處進(jìn)行鏈接。請看如下示例：

在SECTIONS命令后，在.itcm_data段內(nèi)在KEEP(*(.itcm_data*))語句下面，增加下面三個(gè)語句：

KEEP(*librm_motor_estimate.a:*.o(.text.*))
KEEP(*librm_motor_current.a:*.o(.text.*))
KEEP(*librm_motor_speed.a:*.o(.text.*))

更改后，在鏈接過程中，將這三個(gè)指定.o文件連接到itcm段。請看如下示例：

設(shè)置完成后，重新編譯工程。排查map文件，可以看到lib中的函數(shù)已經(jīng)放置到ITCM中。如位置估算這幾個(gè)函數(shù)，排查如下：

然后需統(tǒng)計(jì)電流環(huán)執(zhí)行用到的所有變量，并將所有變量放置到DTCM中。由于數(shù)量較多，現(xiàn)舉例說明設(shè)置方法。

如結(jié)構(gòu)體變量g_motor_sensorless0，此變量是電流環(huán)操作的主要變量結(jié)構(gòu)體。變量定義在/工程目錄/ra_gen/hal_data.c文件中，可在變量定義前增加修飾語句__attribute__((section(".dtcm_data")))將其分配到DTCM中。

請看如下示例：

__attribute__((section(".dtcm_data")))motor_instance_tg_motor_sensorless0 =
{ .p_ctrl = &g_motor_sensorless0_ctrl, .p_cfg = &g_motor_sensorless0_cfg, .p_api = &g_motor_on_sensorless, };

在本應(yīng)用中，g_motor_sensorless0內(nèi)部嵌套了其他結(jié)構(gòu)體變量，那么被嵌套的其他結(jié)構(gòu)體也需要做類似聲明，分配到DTCM中。

DTCM起始地址為0x20000000，編譯后查看map文件，可以確認(rèn)變量被分配到了DTCM區(qū)域中。

因?yàn)槿鹚_官方樣例工程，用FSP架構(gòu)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。所以在應(yīng)用本例程測試時(shí)，需做兩個(gè)手動(dòng)設(shè)置：

1）將/工程目錄 /ra_gen/，目錄下的hal_data.c和hal_data.h文件設(shè)置為只讀屬性，這樣在每次編譯時(shí)，文件中所作的更改才不會(huì)被FSP默認(rèn)設(shè)置覆蓋。

2）在進(jìn)行變量的DTCM設(shè)置時(shí)，如變量具有const標(biāo)識(shí)符修飾，需將const標(biāo)識(shí)符去掉。否則，類型修改產(chǎn)生沖突，新的設(shè)置不能成功。

因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)建立的方法各不相同，遇到上面兩種情況需注意，如自建工程，沒有相關(guān)設(shè)計(jì)，則無需這兩個(gè)手動(dòng)步驟。

設(shè)置完成后，可以在電流環(huán)程序塊的出入口，分別拉高和拉低I/O口，以測試電流環(huán)執(zhí)行時(shí)間。

測試結(jié)果：為4.79us。

同等條件下，未TCM化的例程，電流環(huán)執(zhí)行時(shí)間為5.72us。

可以看到TCM化有明顯性能提升效果。

本文介紹了，在使用瑞薩RA8-T系列芯片設(shè)計(jì)馬達(dá)工程時(shí)，如何將指令和變量放置到TCM單元，從而加速特定執(zhí)行的運(yùn)行速度。可以最大限度地發(fā)揮瑞薩芯片優(yōu)勢，為客戶提供更好的解決方案。