메모리 레이아웃

# 메모리 레이아웃

## 메모리 종류와 역할

임베디드 시스템의 메모리는 크게 세 가지로 나뉩니다.

```
[ 임베디드 메모리 종류 ]

+--------------------+  역할                    속성
  |      Flash         |  프로그램 코드, 상수      Read-Only (실행 중)
  +--------------------+  → 전원 꺼져도 유지        비휘발성 (Non-Volatile)
  |       RAM          |  변수, 스택, 힙           Read/Write
  +--------------------+  → 전원 꺼지면 사라짐      휘발성 (Volatile)
  |  주변장치 레지스터  |  GPIO, UART 등 제어       Read/Write (HW 제어)
  +--------------------+  → 물리적 회로와 연결      Memory-Mapped I/O
```

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## 프로그램이 메모리에 올라가는 방식

컴파일된 프로그램은 여러 **섹션(Section)** 으로 나뉘어 메모리에 배치됩니다.

```
[ Flash & RAM 섹션 배치 ]

Flash (비휘발성)                  RAM (휘발성)
  +-------------------+            +-------------------+
  | .text             |            | .data (복사됨)    | <- 초기값 있는 전역변수
  | (코드, 함수 본문)  | ---복사---> +-------------------+
  +-------------------+            | .bss              | <- 초기값 없는 전역변수 (0으로 초기화)
  | .rodata           |            +-------------------+
  | (문자열 상수 등)   |            | Heap              | <- malloc 동적 할당
  +-------------------+            +-------------------+
  | .data (원본)      |            | Stack (↓ 아래로)  | <- 지역변수, 함수 호출 프레임
  | (RAM으로 복사됨)  |            +-------------------+
  +-------------------+
```

**중요**: 초기값이 있는 전역변수(`.data`)는 Flash에 원본을 저장해두고, 부팅 시 RAM으로 복사합니다.
이 복사 작업은 `main()` 실행 전 **startup code(crt0 등)** 가 수행합니다.

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## TC37x: 메모리 맵

TC37x는 여러 종류의 메모리를 각자 다른 주소 영역에 배치합니다.

```
[ TC37x 주소 공간 (간략) ]

주소 범위                 이름          용도
  0x0000_0000              PFLASH 0      프로그램 코드 (미러 영역)
  0x8000_0000 ~ 0x805F_FFFF PFLASH 0    프로그램 Flash (최대 6 MB)
  0xAF00_0000 ~ 0xAF0F_FFFF DFLASH 0   데이터 Flash (EEPROM 에뮬레이션)
  0x7000_0000              LMU RAM       코어 간 공유 RAM (Local Memory Unit)
  0xC000_0000              DSPR 0        코어 0 전용 Data Scratch-Pad RAM
  0xD000_0000              PSPR 0        코어 0 전용 Program Scratch-Pad RAM
  0xF000_0000 ~            주변장치(SFR) GPIO, UART, SPI 등 레지스터
```

### PFLASH (Program Flash)

```
  0x8000_0000
  +----------------------------+
  |  PFLASH Bank 0 (최대 3 MB) |  ← .text, .rodata, .data 원본
  +----------------------------+
  |  PFLASH Bank 1 (최대 3 MB) |
  +----------------------------+
  0x805F_FFFF
```

- 코드와 상수를 저장하는 비휘발성 메모리
- 읽기 속도는 빠르지만 쓰기(플래싱)는 블록 단위로만 가능

### DFLASH (Data Flash)

- EEPROM처럼 데이터를 저장하는 용도 (예: 설정값, 캘리브레이션 데이터)
- PFLASH와 다르게 바이트/워드 단위 읽기 가능, 쓰기 사이클 수명 있음

### DSPR / PSPR (Scratch-Pad RAM)

```
  코어 0 전용 RAM
  +-----------------------+
  | DSPR 0 (240 KB)       |  ← .data, .bss, Stack, Heap → 빠른 접근
  +-----------------------+
  | PSPR 0 (64 KB)        |  ← 코드 일부를 올려서 Flash보다 빠르게 실행
  +-----------------------+
```

Scratch-Pad RAM은 캐시 없이도 1사이클 접근이 가능한 **가장 빠른 RAM**입니다.
퍼포먼스 크리티컬한 함수를 PSPR에 배치하면 Flash 접근보다 실행 속도가 빨라집니다.

### LMU (Local Memory Unit)

```
  LMU RAM (코어 간 공유)
  +----------------------------+
  |  LMU 0 (최대 96 KB 등)    |  ← 코어 0, 1, 2 모두 접근 가능
  +----------------------------+
```

멀티코어 환경에서 코어 간 데이터를 공유할 때 사용합니다.
단, 여러 코어가 동시에 접근하면 **경쟁 조건(Race Condition)** 이 발생할 수 있으므로 동기화가 필요합니다.

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## 링커 스크립트와 메모리 배치

링커 스크립트(`.ld` 파일)는 각 섹션이 어느 메모리 주소에 배치될지를 지정합니다.

```
[ 링커 스크립트 개념 ]

MEMORY {
    PFLASH  : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 6M
    DSPR    : ORIGIN = 0xC0000000, LENGTH = 240K
  }

SECTIONS {
    .text : { *(.text) } > PFLASH   ← 코드는 PFLASH에
    .data : { *(.data) } > DSPR     ← 초기화된 데이터는 DSPR에
    .bss  : { *(.bss)  } > DSPR     ← 미초기화 데이터도 DSPR에
  }
```

iLLD 기반 프로젝트에서는 ADS가 기본 링커 스크립트를 제공하며, 특별한 경우가 아니라면 수정 없이 사용합니다.

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## 다른 MCU와의 차이점

> ⚠️ 다른 MCU에서 넘어온다면 이런 점이 다를 수 있습니다.

- **STM32**: Flash + SRAM 구조는 동일. 단 SRAM이 DSPR/LMU처럼 분산되지 않고 단일 블록인 경우가 많음.
- **RP2040**: Flash는 외부 SPI Flash. 내부 SRAM은 256 KB, XIP(Execute In Place)로 Flash 직접 실행.
- **공통 개념**: Flash에 코드, RAM에 데이터, 주변장치는 MMIO — 이 구조는 모든 MCU에서 동일.
- **TC37x 특징**: DSPR/PSPR이 코어별로 분리되어 있어 멀티코어 설계에 최적화됨.

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