ESP32 分区表

当你编译程序，发现 app partition is too small for binary 错误的时候，就涉及到 ESP32 分区表的内容了。

一、基本概念

在了解分区之前，先了解一下以下概率，便于 ESPe32 分区的理解

1. 缓存（cache）
   
   缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速率很快。而缓存分为：一级缓存、二级缓存、三级缓存，原理如下图所示：
   
   
   
   从图中可以看出，为了减少争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能，将一级缓存分为：数据缓存（Data Cache，D-Cache）和指令缓存（Instruction Cache，I-Cache），想要了解更多信息，参考缓存

2. 随机存取存储器（RAM）
   
   随机存取存储器（英语：Random Access Memory，缩写：RAM），也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。根据存储单元的工作原理不同， RAM分为静态SRAM和动态DRAM

   • SRAM
     
     优点：速度快、使用简单、不需刷新、静态功耗极低；常用作Cache。 [8]
     
     缺点：元件数多、集成度低、运行功耗大。
   • DRAM
     
     优点： 集成度远高于SRAM、功耗低，价格也低。 [8]
     
     缺点：因需刷新而使外围电路复杂；刷新也使存取速度较SRAM慢，所以在计算机中，DRAM常用于作主存储器。

   了解更多，请参考随机存取存储器。

3. 只读存储器（ROM）
   
   只读存储器（Read-Only Memory，ROM）以非破坏性读出方式工作，只能读出无法写入信息。信息一旦写入后就固定下来，即使切断电源，信息也不会丢失，所以又称为固定存储器。

   ROM有多种类型，且每种只读存储器都有各自的特性和适用范围。从其制造工艺和功能上分，ROM有五种类型，即掩膜编程的只读存储器MROM（Mask-programmedROM）、可编程的只读存储器PROM（Programmable ROM）、可擦除可编程的只读存储器EPROM（Erasable Programmable ROM）、可电擦除可编程的只读存储器 EEPROM（Elecrically Erasable Programmable ROM）和快擦除读写存储器（Flash Memory）。
   
   了解更多，请参考只读存储器

4. 闪存（Flash）
   
   flash存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还可以快速读取数据（NVRAM的优势），使数据不会因为断电而丢失。

5. 电磁频率(RadioFrequency)
   
   RF 是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～30GHz之间。

6. 实时时钟（RTC）
   
   实时时钟的缩写是RTC(Real_Time Clock)。RTC 是集成电路，通常称为时钟芯片。

7. 安全系统（Security）
   
   主要是各种安全算法，确保系统和数据的安全

了解完成后上面的基本概念后，我们在看一下ESP32 的架构就很容易了，如下图所示：

二、芯片配置

分区配置需要根据自己芯片的 Flash 大小进行配置的，所以在配置之前首先得了解自己芯片的信息，如下图所示：

三、选择分区方式

1. 设置 flash 大小，并选择分区方式
   
   
   
   注意：这个可以主要可以分为两种配置方式，除自定义（Custom partition table CSV）分区方式外，其他的都是预定义分区，主要分析自定义分区方式

2. 设置自定义分区
   
   

3. 在工程文件中创建 partitions.csv 文件，如下图所示：
   
   

4. 在 partitions.csv 文件中添加自定义分区内容

   # ESP-IDF Partition Table
   # Name,   Type, SubType, Offset,  Size, Flags
   nvs,      data, nvs,     0x9000,  0x4000,
   otadata,  data, ota,     0xd000,  0x2000,
   phy_init, data, phy,     0xf000,  0x1000,
   factory,  app,  factory, 0x10000,  4M,
   

三、分区类容

# Name,   Type, SubType,  Offset,   Size,  Flags
nvs,      data, nvs,      0x9000,  0x4000
otadata,  data, ota,      0xd000,  0x2000
phy_init, data, phy,      0xf000,  0x1000
factory,  app,  factory,  0x10000,  1M
ota_0,    app,  ota_0,    ,         1M
ota_1,    app,  ota_1,    ,         1M
nvs_key,  data, nvs_keys, ,        0x1000

• 字段之间的空格会被忽略，任何以 # 开头的行（注释）也会被忽略。
• CSV 文件中的每个非注释行均为一个分区定义。
• 每个分区的 Offset 字段可以为空，gen_esp32part.py 工具会从分区表位置的后面开始自动计算并填充该分区的偏移
  
  地址，同时确保每个分区的偏移地址正确对齐。

Name字段

Name 字段可以是任何有意义的名称，但不能超过 16 个字符（之后的内容将被截断）。该字段对 ESP32-S3 并不是特别重要。

Type 字段

Type 字段可以指定为 app (0x00) 或者 data (0x01)，也可以直接使用数字 0-254（或者十六进制 0x00-0xFE）。注意，0x00-0x3F 不得使用（预留给 esp-idf 的核心功能）。

注意：启动加载器将忽略 app (0x00) 和 data (0x01) 以外的其他分区类型。

SubType 字段

• 当 Type 定义为 app 时，SubType 字段可以指定为 factory (0x00)、 ota_0 (0x10) … ota_15 (0x1F) 或者 test (0x20)。
• 当 Type 定义为 data 时，SubType 字段可以指定为 ota (0x00)、phy (0x01)、nvs (0x02)、nvs_keys (0x04) 或者其他组件特定的子类型

Offset 字段

Offset（偏移地址） 为空时，则会紧跟着前一个分区之后开始；若为首个分区，则将紧跟着分区表开始。

注意：app 分区的偏移地址必须要与 0x10000 (64K) 对齐

Size 字段

分区的大小

Flags字段

当前仅支持 encrypted 标记。如果 Flags 字段设置为 encrypted，且已启用 Flash 加密 功能，则该分区将会被加密。

详细见 ESP-IDF 编程指南

配置完成后，在编译过程中会打印 分区配置表的信息，如下所示：

*******************************************************************************
# ESP-IDF Partition Table
# Name, Type, SubType, Offset, Size, Flags
nvs,data,nvs,0x9000,16K,
otadata,data,ota,0xd000,8K,
phy_init,data,phy,0xf000,4K,
factory,app,factory,0x10000,4M,
*******************************************************************************

参考文献

缓存：https://baike.baidu.com/item/缓存/100710?fr=aladdin

随机存取存储器:https://baike.baidu.com/item/随机存取存储器/4099402

只读存储器：https://baike.baidu.com/item/只读存储器/2399075

RF：https://baike.baidu.com/item/RF/3756791

实时时钟：https://baike.baidu.com/item/实时时钟/5563907