Arduino eeprom
Le mot clé PROGMEM est un modificateur de variable, il indique au compilateur de “garder cette variable en mémoire flash”, au lieu de la charger en SRAM. Le PROGMEM est utile pour les cartes Arduino qui ont une SRAM limitée, mais pourtant de nombreux utilisateurs d’Arduino et même certains développeurs de bibliothèques ne l’utilisent pas.
J’ai récemment cherché dans une quinzaine de livres sur le sujet de l’Arduino, et j’ai trouvé qu’un seul livre avait un chapitre dédié à PROGMEM, et un seul livre a un exemple de code qui l’utilise, un autre livre l’a mentionné et renvoie l’utilisateur à la page de référence Arduino sur PROGMEM sans en parler davantage. Pour le reste des livres (y compris celui qui prétend être la référence technique d’Arduino), il n’en est jamais question.
Je comprends que si vous faites simplement un sketch simple comme faire clignoter une LED, ou lire quelques capteurs et imprimer les résultats sur Serial Monitor, vous n’aurez probablement jamais besoin de connaître PROGMEM. C’est probablement le public auquel s’adressent la plupart de ces livres. Cependant, si vous réalisez un système IoT ou des capteurs plus complexes avec un affichage LCD, tôt ou tard, vous commencerez à prêter attention à l’utilisation de la SRAM sur votre carte Arduino, et vous vous demanderez pourquoi votre croquis de 100 lignes environ a pris tant de la précieuse 2048 octets de SRAM de l’Arduino Uno.
L’Arduino stocke les données en flash
Le mot clé PROGMEM est un modificateur de variable, il ne doit être utilisé qu’avec les types de données définis dans pgmspace.h. Il indique au compilateur “mettre cette information dans la mémoire flash”, au lieu de la SRAM, où elle devrait normalement aller.
La première chose à comprendre est que la mémoire Flash (où vit l’espace programme) est conçue pour un stockage fixe à long terme. La lecture de cette mémoire est très rapide et précise. Cependant, en règle générale, vous ne pouvez pas la modifier octet par octet (par exemple, en changeant une variable spécifique). Il faut généralement l’effacer et le réécrire par grands blocs. Cela le rend complètement impraticable pour la manipulation en cours d’exécution, parce que vous devriez stocker beaucoup d’informations redondantes ailleurs pendant que vous effectuez le cycle d’effacement et d’écriture.
Toutes les données littérales spécifiées dans votre code (comme les chaînes de caractères et les nombres) résident toujours dans l’espace programme au départ (c’est-à-dire dans Flash). Cependant, lorsque votre sketch souhaite réellement utiliser ces données au moment de l’exécution, il doit normalement leur allouer de l’espace dans la SRAM et les copier. Cela signifie que vous vous retrouvez avec deux copies : l’original fixe dans Flash et la copie temporaire dans SRAM.
Arduino flash speicher
L’ATmega8 (et le 168, et probablement d’autres de la famille) a trois types de mémoire différents : flash, EEPROM, et RAM. La flash est l’endroit où votre programme vit ; c’est 8kb sur l’ATmega8. EEPROM est l’endroit où votre programme peut stocker des choses entre les cycles d’alimentation (par exemple, des informations de configuration qui peuvent être modifiées). L’ATmega8 a 512 octets d’EEPROM. La RAM est, bien, la RAM, où vos variables typiques sont stockées ; il y a 1k de ceci sur l’ATmega8.
Je le souligne parce que certaines personnes ne font pas la différence entre flash et EEPROM et utilisent les termes de manière interchangeable (parce qu’ils sont physiquement similaires) mais l’ATmega a les deux et les utilise pour deux choses complètement différentes.
La flash de l’ATmega8 peut être écrite ~10,000 fois. L’EEPROM peut être écrite ~100,000 fois. Les deux sont non-volatiles – elles garderont leurs valeurs quand l’alimentation est perdue. Vous pouvez écrire dans la RAM autant de fois que vous le souhaitez, mais le contenu disparaît en cas de coupure de courant. Les trois types de mémoire peuvent être lus un nombre infini de fois.
L’AVR est une architecture Harvard – ce qui signifie que la mémoire du programme et la mémoire des données sont séparées, avec des espaces d’adresses distincts. L’ATmega8 a en fait 3 espaces d’adresses – un pour la flash, un pour l’EEPROM, et un pour la RAM. Ceci est différent de votre microprocesseur “typique”, comme un Pentium, où il n’y a qu’un seul espace d’adressage et il est partagé entre les données et le programme (ceci est appelé une architecture von Neuman). Vous trouverez fréquemment cette architecture de Harvard dans les microcontrôleurs, car elle simplifie certains aspects de la conception, permettant à l’unité centrale de traitement d’être plus simple (donc plus rapide et moins chère).
Arduino écrit dans la mémoire flash au moment de l’exécution
La plupart d’entre nous ont une idée générale que la mémoire de nos microcontrôleurs Arduino est une partie essentielle de ce qui leur permet de stocker et d’exécuter du code. La plupart du temps, cette compréhension est suffisante, mais seulement si nous travaillons avec des programmes simples ! D’un autre côté, lorsque l’on essaie de construire une application plus avancée comme TinyML, une compréhension plus approfondie de la mémoire Arduino peut aider à tirer le meilleur parti de nos microcontrôleurs bien-aimés. Heureusement, c’est ce que cet article va vous apporter !
En termes généraux et simples, le but des blocs de mémoire dans les microcontrôleurs Arduino est de stocker des données ou des informations d’exécution de manière temporaire ou permanente. Par exemple, le code que vous téléchargez sur votre Arduino et les variables déclarées dans ce code sont stockés en mémoire. En fait, la mémoire est un composant essentiel de tout type d’ordinateur !
Les microcontrôleurs comme Arduino sont construits de manière petite et abordable pour servir des objectifs spécifiques et ont donc des ressources informatiques relativement limitées. Comparé aux ordinateurs modernes qui ont des gigaoctets (109) de mémoire comme norme, les microcontrôleurs fonctionnent avec des tailles de mémoire de Kilobytes (103) à quelques Megabytes (106). Il est donc important d’utiliser les ressources mémoire de notre Arduino avec une attention particulière.