内存与性能

[English]

内存概述

BK7258芯片整体有8M(或16M) psram,640K sram,CPU0、CPU1、CPU2各有独立的16k dtcm和16k itcm

SRAM概述

  • BK7258芯片当前为由CPU0、CPU1、CPU2组成的AMP架构;有640K sram,可以通过如下三个配置项分别配置三个cpu的sram大小:

    CONFIG_CPU0_SPE_RAM_SIZE //配置cpu0 sram的大小
    CONFIG_CPU1_APP_RAM_SIZE //配置cpu1 sram的大小
    CONFIG_CPU2_APP_RAM_SIZE //配置cpu2 sram的大小
    
  • 工程里修改这三个配置就好,三个加起来等于640K:

    注意, 需要三个cpu的config文件同时修改:
    {yourprojectname}/config/bk7258/config
    {yourprojectname}/config/bk7258_cp1/config
    {yourprojectname}/config/bk7258_cp2/config
    

PSRAM概述

PSRAM提供足够的内存空间,供不同的模块使用,当前BK7258支持两种类型的PSRAM,它们的内存大小不同,分别为8Mbyte和16Mbyte,使用不同的宏进行区分。 多媒体中定义了四种类型的模块需要使用PSRAM,由于PSRAM还会用来在不同的CPU上作为heap使用,所以并不是全部的PSRAM空间都被多媒体使用,长度和空间都是需要进行区分的。

1、PSRAM的类型

BK7258支持两种类型的PSRAM,具体配置如下:

name

size(Mbyte)

APS6408L_O

8

APS128XXO_OB9

16

注意:不同的工程默认使用的psram类型不一样,需要看编译后的sdkconfig文件。

2、PSRAM的划分

PSRAM主要分为两部分,一部分是多媒体当作数据内存进行使用,另一部分当作不同CPU的heap空间进行使用,需要参考下面的宏定义去识别各自使用的大小:

marco

value

implication

CONFIG_PSRAM

Y

使能PSRAM模块

CONFIG_PSRAM_AS_SYS_MEMORY

Y

使能PSRAM作为Heap

CONFIG_USE_PSRAM_HEAP_AT_SRAM_OOM

Y

使能sram申请不到内存,从psram申请

CONFIG_PSRAM_HEAP_BASE

0x60700000

当前CPU上psram作为heap的起始地址

CONFIG_PSRAM_HEAP_SIZE

0x80000

当前CPU上psram作为heap的长度

CONFIG_PSRAM_HEAP_CPU0_BASE_ADDER

0x60700000

当前芯片上psram作为heap的起始地址

  • 功能开关CONFIG_PSRAM_AS_SYS_MEMORY依赖CONFIG_PSRAM和CONFIG_FREERTOS_V10

备注

注意:上面的值在不同的核上定义的值是有区别的,CONFIG_PSRAM_HEAP_CPU0_BASE_ADDER表示PSRAM作为heap的起始地址,表示psram从这个地址开始作为heap空间。 系统默认从PSRAM的起始地址(0x60000000),到CONFIG_PSRAM_HEAP_CPU0_BASE_ADDER为止都是分配给多媒体使用,剩余的部分给Heap使用。用宏CONFIG_PSRAM_HEAP_BASE 定义当前核上PSRAM作为Heap的起始地址,用CONFIG_PSRAM_HEAP_SIZE定义空间大小,不同的核上定义的值不一样,CONFIG_PSRAM_HEAP_CPU0_BASE_ADDER在不同的核上值是一样的。 应该与不同核上CONFIG_PSRAM_HEAP_BASE的最小值保持一致,比如默认BK7258的工程,CPU0上CONFIG_PSRAM_HEAP_BASE=0x60700000,CONFIG_PSRAM_HEAP_SIZE=0x80000,那么CPU1上 CONFIG_PSRAM_HEAP_BASE=0x60780000,CONFIG_PSRAM_HEAP_SIZE=0x80000,CPU2上默认PSRAM不作为Heap使用,所以CONFIG_PSRAM_HEAP_CPU0_BASE_ADDER=0x60700000。 某个核上是否需要将psram作为heap,是由CONFIG_PSRAM_AS_SYS_MEMORY控制。

3、PSRAM作为heap使用

  • 通过如下两个配置项配置psram heap的起始地址和大小:

    CONFIG_PSRAM_HEAP_BASE //配置psram heap的起始地址
    CONFIG_PSRAM_HEAP_SIZE //配置psram size的起始地址
    
  • 内存申请和释放接口:

    void *psram_malloc(size_t size);
    void  psram_free(void *p);
    
  • BK7258芯片低压功能PSRAM会下电, 如果上层有使用的psram内存没有释放, 会导致无法进入低压, 可以通过如下接口打印当前psram内存使用情况:

    void bk_psram_heap_get_used_state(void);
    
  • 将Task创建在psram上接口:

    bk_err_t rtos_create_psram_thread(beken_thread_t *thread, uint8_t priority, const char *name, beken_thread_function_t function, uint32_t stack_size, beken_thread_arg_t arg);
    bk_err_t rtos_delete_thread(beken_thread_t *thread); // 删除task接口不变
    

4、PSRAM在多媒体上的划分

PSRAM在多媒体上使用,根据功能被划分为四个模块,参考结构体:psram_heap_type_t,位置:bk_idk/include/driver/psram_types.h.

各个模块使用的内存是由结构体:psram_mem_slab_mapping,定义的,参考路径:bk_avdk_main/components/media_utils/Kconfig。各个模块分配的内存大小由宏进行控制,如下所示:

marco

value(byte)

implication

CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_USER_SIZE

102400

分配给user使用的大小

CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_AUDIO_SIZE

102400

分配给audio使用的大小

CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_ENCODE_SIZE

1433600

分配给编码(jpeg/h264)使用的大小

CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_DISPLAY_SIZE

5701632

分配给显示使用的大小

备注

注意:上面宏定义的值是默认定义的,使用时可以根据自身需求,动态调整,直接在对应project中cpu的config进行修改即可,但是注意上面的长度加起来, 不能超过Heap使用的地址(CONFIG_PSRAM_HEAP_CPU0_BASE_ADDER),否则会出问题。

5、各个模块内存调整

根据上节所述,psram被划分为四个模块,不同的模块存储的数据类型不同,具体如下:

  • UASER:分配给用户使用,分配的大小为宏CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_USER_SIZE定义;

  • AUDIO:分配给audio使用,分配的大小为宏CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_AUDIO_SIZE定义;存储的是音频数据;

  • ENCODE:分配给编码使用,分配的大小为宏CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_ENCODE_SIZE定义,存储的是完整的JPEG图像或者H264图像;

  • DISPLAY:分配给显示使用,分配的大小为宏CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_DISPLAY_SIZE定义,存储的是显示的数据类型,如YUV、RGB565、RGB888等;

根据上面不同的模块功能,以及大小,存储的数据量也不一样,比如ENCODE模块可以存储不止一帧的JPEG图像或H264图像, 系统还定义了一帧图像的大小的宏,参考文件:./bk_idk/middleware/driver/camera/Kconfig:

marco

value(byte)

implication

range

CONFIG_JPEG_FRAME_SIZE

153600

定义一帧JPEG图像的大小

[0, 204800]

CONFIG_H264_FRAME_SIZE

65536

定义一帧h264图像的大小

[0, 204800]

上面的大小需要根据自身需求需要调整,比如需要存储1280X720的JPEG图像,150K的空间可能不够,需要改成200K(204800),甚至更大,根据实际使用情况调整。 同样针对H264数据,有时候需要调整H264的压缩率,以达到更清楚的画质,默认的64K可能不够,需要继续调大,所以也需要根据实际情况做调整。

根据上面的定义的大小,不同块存储的个数可以计算出来,假设DISPLAY模块使用的RGB565,且分辨率为:800X480,那么一帧图像的大小为:800*480*2=768000, 可存储的个数为:CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_DISPLAY_SIZE/768000=7,表示最大存7帧800X480的RGB565图像;

假设ENCODE模块都用来存储JPEG图像,最多存储数量:CONFIG_PSRAM_MEM_SLAB_ENCODE_SIZE/CONFIG_JPEG_FRAME_SIZE=9;但实际情况会同时存储JPEG和H264数据,代码中定义了 各个图像模块最大的存储个数,参考:bk_avdk_main/components/multimedia/comm/frame_buffer.c,如下语句定义:

uint8_t fb_count[FB_INDEX_MAX] = {5, 4, H264_GOP_FRAME_CNT * 2};,表示最大保存5帧DISPLAY数据,4帧JPEG数据,H264_GOP_FRAME_CNT*2帧H264数据。

上面的数量可以调整,只要保证总的数据量不超过各自模块的size即可。

6、多媒体上PSRAM使用

因为多媒体的功能都在CPU1上使用,所以针对PSRAM的使用,只能在CPU1上直接调用,系统CPU1启动后会自动给多媒体整个PSRAM进行初始化,用户不需要去自己调用实现。 当CPU1掉电时,多媒体不再使用PSRAM,不需要额外调用注销的接口去释放相应的内存。

  • 内存初始化接口:

    bk_psram_frame_buffer_init
    
  • 内存申请和释放接口:

    void *bk_psram_frame_buffer_malloc(psram_heap_type_t type, uint32_t size);
    void bk_psram_frame_buffer_free(void* mem_ptr);
    

备注

客户使用时,建议使用系统的接口去申请和释放psram内存(psram_mallocpsram_free),不建议使用上面多媒体模块自定义的申请和释放psram内存接口