🛠 Comprendre la mémoire : 2 Mo de flash, 1 Mo de RAM TCM/DMA, EEPROM émulée et LittleFS

Objectifs

L'architecture mémoire du Teensy 4.0 est sa plus grande force — et son principal piège de portage. La puce NXP n'a pas de flash embarqué : le programme vit dans une flash SPI externe Winbond W25Q16JV de 2 Mo (1984 Ko utilisables — les 64 Ko du haut stockent l'EEPROM émulée et le programme de secours LED-blink), exécutée via un cache de 65536 octets à 66 Mo/s. Côté RAM : 1024 Ko au total, moitiés RAM1 (TCM, accès un cycle via bus 64 bits ITCM/DTCM) et RAM2 (optimisée pour le DMA). Vous apprendrez les mots-clés de placement et l'EEPROM émulée.

Les mots-clés de placement

• FASTRUN : placement explicite du code dans RAM1 (le compilateur y place déjà le code critique par défaut — accès un cycle, le plus rapide).
• FLASHMEM : forcer une fonction dans la flash (économise la RAM, accès via cache).
• PROGMEM / F : données constantes en flash, hors de la RAM.
• DMAMEM : données dans RAM2, là où les périphériques DMA (USB, SDIO, audio) travaillent le mieux.

Code complet

// Démonstration des zones mémoire + EEPROM émulée.
#include <EEPROM.h>

const char message[] PROGMEM = "constante en flash (F pour les littéraux)";
DMAMEM uint16_t tamponDMA[1024];        // RAM2 : idéal pour le DMA
FASTRUN void cheminCritique {         // code dans RAM1 (TCM)
  for (uint32_t i = 0; i < 1024; i++) tamponDMA[i] = i * 3;
}

void setup {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println((const char*)message);

  // EEPROM : 1080 OCTETS émulés dans la flash (pas de vraie EEPROM !)
  uint8_t compteur = EEPROM.read(0);
  compteur++;
  uint32_t t0 = micros;
  EEPROM.update(0, compteur);   // écriture : le code S'ARRÊTE un instant
  uint32_t duree = micros - t0;

  Serial.printf("session %u, écriture EEPROM = %u us\n", compteur, duree);
}

void loop { cheminCritique; delay(1000); }

Pour les fichiers (logs, samples audio), la flash restante s'utilise via LittleFS : SD.begin(BUILTIN_SDCARD) vise le connecteur SDIO des pastilles inférieures, tandis que LittleFS forme la zone flash libre — même API File.

Vérification attendue

Le compteur de sessions survit à la coupure d'alimentation (1080 octets persistants). La mesure micros autour d'EEPROM.update montre la micro-coupure d'exécution documentée par PJRC : l'écriture depuis la flash interrompt le code — à bannir d'une boucle audio temps réel. Comparez la durée d'une boucle de cheminCritique avec et sans FASTRUN pour sentir la différence TCM vs flash cachée.

Erreurs fréquentes

• Écrire dans l'EEPROM à chaque tour de loop : non seulement ça stalle l'exécution, mais ça use la flash — n'écrire que sur changement de valeur (EEPROM.update le fait, pas EEPROM.put).
• Croire disposer de 2048 Ko de programme : 1984 Ko, les 64 Ko supérieurs sont réservés (EEPROM + restore).
• Mettre les buffers DMA en RAM1 par réflexe : les pilotes attendent la RAM2 (DMAMEM) — sinon copies cachées ou comportements bizar.
• Porter un sketch Teensy 3.x avec des constantes flottantes : le T4 a un FPU double 64 bits matériel et ne force plus les littéraux en simple précision — « this might cause some subtle errors on T4 » (fil de sortie) ; écrivez 1.0f explicitement.
• Stocker de gros fichiers en EEPROM : 1080 octets, point final — pour du volume, LittleFS sur flash ou carte SD 4 bits.
• Oublier les 16 octets de RTC RAM (registres LPGPR0-3) sauvegardés par la pile VBAT : c'est l'endroit idéal pour un petit état critique ultra-persistant.