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瑞薩RA-T系列芯片馬達類工程TCM加速化設置（上）

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

將馬達樣例工程進行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)僅舉例說明設置方法：

如函數(shù)R_ADC_Read，其作用是讀出當前的相電流采樣數(shù)據(jù)，是整個電流環(huán)計算的開端。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)推薦宏定義進行設置，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)屬性的進一步修飾，通?？捎玫男揎椚缦滤荆?p>

noinline/inline
used
long_call

對于函數(shù)的修飾，不是本文重點，請查閱其他材料進行確認。

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)本體進行設置。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。

要實現(xiàn)本操作，需對ld文件進行修改。ld文件（鏈接描述文件）是控制鏈接器行為的關鍵腳本文件，主要用于管理目標文件的內(nèi)存布局和符號解析。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)存中的布局結構。?

在本工程的ld文件中，首先定義了存儲器的物理參數(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、特殊功能段在存儲空間的具體位置。同時腳本還設置了關鍵的系統(tǒng)級配置：指定程序執(zhí)行的入口地址，各模塊能按預定邏輯在存儲器中精準排布。

關于ld文件的布局，不是本文重點，請搜索相關資源，進行理解。

ld文件的設置需使用標準命令，本文不詳細展開，請搜索相關資源，進行理解。

下面我們詳細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，將不對這三個.o的lib文件在此處進行鏈接。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，將這三個指定.o文件連接到itcm段。請看如下示例：

設置完成后，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。如位置估算這幾個函數(shù)，排查如下：

然后需統(tǒng)計電流環(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)舉例說明設置方法。

如結構體變量g_motor_sensorless0，此變量是電流環(huán)操作的主要變量結構體。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, };

在本應用中，g_motor_sensorless0內(nèi)部嵌套了其他結構體變量，那么被嵌套的其他結構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，可以確認變量被分配到了DTCM區(qū)域中。

因為瑞薩官方樣例工程，用FSP架構設置系統(tǒng)參數(shù)。所以在應用本例程測試時，需做兩個手動設置：

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

2）在進行變量的DTCM設置時，如變量具有const標識符修飾，需將const標識符去掉。否則，類型修改產(chǎn)生沖突，新的設置不能成功。

因為實際應用過程中，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，沒有相關設計，則無需這兩個手動步驟。

設置完成后，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)行時間。

測試結果：為4.79us。

同等條件下，未TCM化的例程，電流環(huán)執(zhí)行時間為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系列芯片設計馬達工程時，如何將指令和變量放置到TCM單元，從而加速特定執(zhí)行的運行速度?？梢宰畲笙薅鹊匕l(fā)揮瑞薩芯片優(yōu)勢，為客戶提供更好的解決方案。