ESP32如何使用PSRAM-编程知识

ESP32如何使用PSRAM

ESP32的内部RAM的设计做了内存扩展。您可以通过寻址高达4MB的外部SPI RAM内存来进一步扩展它。在本文中，探讨如何在项目中使用PSRAM，针对ESP32-WROVER模块进行特别的讨论。

关键问题：

如何确保PSRAM在应用程序代码中可用？
如何分配PSRAM内存？
ESP32的PSRAM容量限制为4MB，即使某些模块带有8MB芯片。
ESP-WROVER:8MB PSRAM？

ESP32的制造商Espressif销售一个名为ESP-WROVER的模块，它的数据手册中标明有8MB的PSRAM。PSRAM代表伪静态RAM。该模块可能配有一个8MB的外部PSRAM芯片，但事实上，您（目前？）只能在应用程序中使用较低的4MB。实事求是来讲，4MB RAM对于微控制器来说确实是够大的，但8MB的广告有点误导。也许硬件有8MB，但是软件只能利用4MB.

如果我们相信：Espressif对外部PSRAM的4MB限制是基于硬件限制而不是ESP-IDF框架中的软件限制。虽然有些应用需要大量的内存，但是ESP32最多可以使用4 MB的外部SPI RAM内存。这听起来更像是一个硬件限制，而不是一个修改SDK软件就能突破的限制。

ESP-WROVER:8MB PSRAM？

那么，如何使用这个外部RAM？在开始之前，让我们确保我们的ESP32模块有这个外部PSRAM，并且可以从我们的代码中寻址。ESP32/Arduino平台提供了两种方法来确定您总共有多少RAM以及可以使用多少RAM。
```
#include <Arduino.h>void setup() {log_d("Total heap: %d", ESP.getHeapSize());log_d("Free heap: %d", ESP.getFreeHeap());log_d("Total PSRAM: %d", ESP.getPsramSize());log_d("Free PSRAM: %d", ESP.getFreePsram());
}void loop() {}
```
请注意，我使用日志记录宏日志_（..）这允许我们稍后禁用日志输出。如果我们在Arduino IDE中使用工具菜单中的以下设置运行此代码。特别要确保将“核心调试级别”设置为“详细”。

运行代码会在串行监控信息如下：
```
[D][esp32-hal-psram.c:47] psramInit(): PSRAM enabled 
[D][PSRAMTestArduino.ino:4] setup(): Total heap: 393356 
[D][PSRAMTestArduino.ino:5] setup(): Free heap: 367948 
[D][PSRAMTestArduino.ino:6] setup(): Total PSRAM: 4194252 
[D][PSRAMTestArduino.ino:7] setup(): Free PSRAM: 4194252
```
结果符合预期！日志输出告诉我们PSRAM已激活，并且有4MB的PSRAM可用。如果我们在Platformio IDE中运行相同的代码，我们会得到以下结果：
```
[D][main.cpp:4] setup(): Total heap: 390484 
[D][main.cpp:5] setup(): Free heap: 365140 
[D][main.cpp:6] setup(): Total PSRAM: 0 
[D][main.cpp:7] setup(): Free PSRAM: 0
```
嗯，奇怪，不是吗？也许选错了开发板类型。这在platformio.ini中配置：
```
[env:esp-wrover-kit] 
platform = espressif32 
board = esp-wrover-kit 
framework = arduino 
monitor_speed = 115200 
upload_speed = 921600 
build_flags = -DCORE_DEBUG_LEVEL=5
```
请注意，最后一行需要查看日志_（..）输出。但为什么我们没有看到PSRAM？事实证明，我们需要手动启用PSRAM配置。我们必须通过向platformio.ini添加构建标志来实现这一点：
```
build_flags =   -DCORE_DEBUG_LEVEL=5 -DBOARD_HAS_PSRAM -mfix-esp32-psram-cache-issue
```
-DBOARD_HAS_PSRAM启用PSRAM支持和-mfix-esp32-psram-cache-issue是一种解决方案，用于在启用PSRAM时可能导致板崩溃的代码序列。阅读有关此的更多信息在这里.

如何使用PSRAM？

在最后一段中，我们看到了如何确保PSRAM可用。现在我们要看看如何使用它。根据浓缩咖啡手册，有四种使用PSRAM的方法。在这篇博客文章中，我们只看一种。

内部RAM已经相当大了。因此，您很可能会使用外部内存来分配相对较大的缓冲区。为此，我们可以使用ps_malloc（）和free（）释放内存。下面的代码是内存分配演示：
```
#include <Arduino.h> 
void logMemory() 
{ log_d("Used PSRAM: %d", ESP.getPsramSize() - ESP.getFreePsram()); 
} 
void setup() 
{ logMemory(); byte* psdRamBuffer = (byte*)ps_malloc(500000); logMemory(); free(psdRamBuffer); logMemory(); 
} 
void loop(){}
```
运行代码会在串行控制台上显示以下内容：
```
[D][esp32-hal-psram.c:47] psramInit(): PSRAM enabled 
[D][main.cpp:4] logMemory(): Used PSRAM: 0 
[D][main.cpp:4] logMemory(): Used PSRAM: 500000 
[D][main.cpp:4] logMemory(): Used PSRAM: 0
```
恭喜，您刚刚成功地在外部PSRAM中分配了内存！

关于PSRAM的更多信息

如果您想了解更多有关PSRAM的信息，打开ESP32/Arduino平台下的esp32-hal-psram.c文件。在这个文件里，可以看到下面的函数：
```
bool psramFound(); 
void *ps_malloc(size_t size); 
void *ps_calloc(size_t n, size_t size); 
void *ps_realloc(void *ptr, size_t size);
```
实际应用中，可以使用psramFound（）检查伪ram是否可用，而不是检查可用外部内存的大小。
参考原文：ESP32 - How To Use PSRAM • ThingPulse