AT32F435/437 EDMA基本功能講解和案列解析

圖5. 直接模式外設到內(nèi)存?zhèn)鬏?br />
?

當產(chǎn)生DMA請求后，數(shù)據(jù)從外設傳輸?shù)紽IFO，然后FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)將會立即傳輸?shù)絻?nèi)存。

直接模式下內(nèi)存到外設傳輸邏輯

圖6. 直接模式內(nèi)存到外設傳輸

?


當使能數(shù)據(jù)流后，立即從內(nèi)存?zhèn)鬏斠粋€數(shù)據(jù)到FIFO（數(shù)據(jù)大小由PWIDTH決定），當產(chǎn)生 DMA請求后，立即將數(shù)據(jù)從FIFO傳輸?shù)酵庠O，然后再次從內(nèi)存?zhèn)鬏斠粋€數(shù)據(jù)到FIFO。

數(shù)據(jù)打包與拆包示意圖如下：

圖7. EDMA數(shù)據(jù)打包示意圖

?

圖8. EDMA數(shù)據(jù)拆包示意圖

外設端口可以是源或者目標（在Memory to memory模式下，也可以是存儲器源），在使用FIFO時，一定要合理配置PWIDTH、MWIDTH和SxDTCNT，已確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?，在PWIDTH小于MWIDTH時，需要按照如下條件配置：

表2. PWIDTH和MWIDTH與SxDTCNT的限制條件

FIFO可配置閾值級別，軟件可配置為1/4、1/2、3/4、滿這四種狀態(tài)（通過SxFCTRL寄存器FTHSEL配置），并且可通過SxFCTRL寄存器的FSTS位觀察FIFO當前狀態(tài)。

2、軟件接口

設置FIFO的軟件接口包含在EDMA配置結構體內(nèi)，以結構體成員的方式呈現(xiàn)，如下：

第一項為配置FIFO是否使能，當為TURE時，表示FIFO使能；當為FALSE時，表示FIFO禁止第二項為FIFO閾值設定，其選項可以是1/4、1/2、3/4和滿這四種狀態(tài)。

突發(fā)傳輸功能

功能介紹

圖9. 突發(fā)傳輸示意圖





EDMA控制器可產(chǎn)生單次傳輸或4個、8個、16個節(jié)拍的突發(fā)傳輸。突發(fā)傳輸數(shù)量通過SxCTRL寄存器的PBURST與MBURST位設定。 如上圖所示，傳輸方向為內(nèi)存到外設，內(nèi)存端MBURST=4，每一次數(shù)據(jù)傳輸，DMA都會從內(nèi)存連續(xù)傳輸4個數(shù)據(jù)到FIFO（數(shù)據(jù)可以為字節(jié)、半字、字）。外設端PBURST=8，每一次數(shù)據(jù)傳輸，DMA都會從FIFO連續(xù)傳輸8個數(shù)據(jù)到外設（數(shù)據(jù)可以為字節(jié)、半字、字）。

突發(fā)傳輸數(shù)量是按照節(jié)拍數(shù)來計算的，并非按照字節(jié)數(shù)計數(shù)，例如PBURST=4，PWIDTH=halfword，則一次突發(fā)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量為4*2bytes。 突發(fā)傳輸只能在FIFO模式下才可使用；在直接模式下，數(shù)據(jù)流只能生成單次傳輸，而MBURST和PBURST位由硬件強制配置。

根據(jù)單次傳輸或突發(fā)傳輸?shù)呐渲?，每個DMA的請求在AHB外設端口上啟動相應配置下的數(shù)據(jù)量傳輸：

當AHB外設端口配置為單次傳輸時，根據(jù)PWIDTH配置的值，每次DMA請求傳輸一個byte、halfword或者word。

當AHB外設端口配置為突發(fā)傳輸時，根據(jù)PWIDTH配置的值，每次DMA請求傳輸4個、8個、16個byte、halfword或者word。

注：源和目的地址自增模式下，才可使用突發(fā)傳輸。

EDMA的FIFO閾值設定與存儲器突發(fā)傳輸大小需要滿足一定的關系才能正常啟動數(shù)據(jù)流，否則在啟動數(shù)據(jù)流時，就會產(chǎn)生FIFOerror，然后將禁止數(shù)據(jù)流。FIFO閾值設定與存儲器突發(fā)傳輸大小關系需滿足如下：

表3. MWIDTH與MBURST配置關系

從此表個可以得出結論：突發(fā)傳輸數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)大小乘積不能超過FIFO閾值大小。

軟件接口

設置突發(fā)傳輸軟件接口與設置FIFO類似，其被包含在EDMA配置結構體內(nèi)，以結構體成員的方式呈現(xiàn)：

第一項為配置外設端口突發(fā)傳輸量；第二項為配置內(nèi)存端口突發(fā)傳輸量。

注：在使用突發(fā)傳輸時，必須使能FIFO模式。

存儲器端雙緩存區(qū)功能

功能介紹

圖10. 雙緩存區(qū)示意圖

?

通過設置SxCTRL寄存器的DMM位，即可使能雙緩存區(qū)功能。與常規(guī)（單緩存區(qū)）數(shù)據(jù)流工作模式相比，雙緩存區(qū)功能擁有兩個存儲器指針；啟動雙緩存區(qū)功能時，EDMA控制器的相應數(shù)據(jù)流通道會自動開啟循環(huán)模式，在每次SxDTCNT減到0時自動交換存儲區(qū)。

根據(jù)SxCTRL寄存器的CM位，可知道數(shù)據(jù)流當前使用的存儲區(qū)是memory0/1。當CM=0，表示當前目標是memory0；當CM=1，表示當前目標為memory1。

在使用雙緩存區(qū)，需要注意以下幾點：

當硬件正在使用某一塊緩存時，當前緩存的基地址不可改變，即寄存器SxM0ADDR和

SxM1ADDR。例如數(shù)據(jù)流正在將數(shù)據(jù)填入SxM0ADDR時，那么軟件只能改變SxM1ADDR的基地址?？筛鶕?jù)CM位的狀態(tài)，確定數(shù)據(jù)流當前操作的緩存區(qū)。

當使用雙緩存區(qū)功能時，禁止使用存儲器到存儲器模式。

軟件接口

對于雙緩存區(qū)功能，軟件實現(xiàn)了單獨的函數(shù)接口，如下：

對于雙緩存區(qū)功能，第一個緩存區(qū)地址會在EDMA初始化結構體中配置，即SxM0ADDR寄存器的配置。

在配置雙緩存區(qū)功能時，調(diào)用edma_double_buffer_mode_init();函數(shù)，此函數(shù)第一個參數(shù)表示當前配置雙緩存區(qū)的數(shù)據(jù)流，第二個參數(shù)為第二個緩存區(qū)的地址，第三個參數(shù)為啟動后硬件使用的緩存區(qū)。 以上函數(shù)的調(diào)用，雙緩存區(qū)功能就配置好了，現(xiàn)在只需要調(diào)用 edma_double_buffer_mode_enable();函數(shù)開啟雙緩存區(qū)功能即可。

鏈接列表傳輸功能

功能介紹

鏈接列表傳輸可實現(xiàn)將幾塊不連續(xù)的存儲區(qū)的數(shù)據(jù)使用同一個數(shù)據(jù)流按照一定順序發(fā)送出去或者同一數(shù)據(jù)流接收到數(shù)據(jù)按照一定順序存儲在幾塊不連續(xù)的存儲區(qū)內(nèi)。 EDMA控制器如何知道數(shù)據(jù)存儲規(guī)則的呢？此規(guī)則是由軟件按照特定格式給出的，其格式如下圖所示： 圖11. 鏈接描述符格式

將此格式成為鏈接描述符，此描述符存儲在片上存儲器中，當打開數(shù)據(jù)流時，EDMA 控制器從片上存儲器加載此描述符配置數(shù)據(jù)流，然后開啟數(shù)據(jù)的傳輸。

描述符分為4項：

數(shù)據(jù)流基礎配置和數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量配置

外設基地址

存儲器基地址

下一個描述符的首地址

通過描述符的具體實現(xiàn)，最終實現(xiàn)一個單向鏈表結構，如下：

圖12. 鏈接描述符鏈表結構

注：描述符在片上存儲地址必須要4 word對齊，否則不能正常啟動數(shù)據(jù)流。

軟件接口

對于鏈接列表傳輸功能，軟件單獨實現(xiàn)了函數(shù)接口，如下：

第一個函數(shù)是對鏈接列表傳輸功能的一些配置。參數(shù)有兩個，第一個參數(shù)表示所配置的數(shù)據(jù)流號，第二個參數(shù)表示鏈表描述符的首地址。

經(jīng)過此函數(shù)的配置后，只需調(diào)用第二個函數(shù)即可開啟鏈表傳輸功能。

二維處理功能

功能介紹 二維數(shù)據(jù)傳輸（2D）功能，使用者可以較為方便的對數(shù)據(jù)塊進行一些操作，提高對數(shù)據(jù)的處理效率，在圖像處理方面效果較為明顯。

EDMA為二維數(shù)據(jù)傳輸（2D）提供了4個可配置的參數(shù)值：

DMA_Sx2DCNT中的XCOUNT：跳轉到下一個跨步之前要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)計數(shù)；

DMA_Sx2DCNT中的YCOUTNT：迭代計數(shù)；

DMA_Sx2DSTRIDE中的SRCSTD：源跨步值，該值應在源端迭代之前添加或減去；

DMA_Sx2DSTRIDE中的DSTSTD：目的跨步值，該值應在目標端迭代之前添加或減去。

二維數(shù)據(jù)傳輸（2D）舉例：

表4. 2D傳輸舉例

傳輸前數(shù)據(jù)在源存儲器中：

圖13. 2D傳輸前數(shù)據(jù)

傳輸后數(shù)據(jù)在目的存儲器中：

圖14. 2D傳輸后數(shù)據(jù)

圖4和圖5的陰影部分為真實數(shù)據(jù)。根據(jù)圖中可以清晰看到將數(shù)據(jù)看成二維的存儲在存儲器中，2D傳輸將此數(shù)據(jù)塊的左邊1/2的數(shù)據(jù)取走并存儲在新二維數(shù)據(jù)塊的上1/2處。

在使用二維傳輸時，有一些限制條件需要注意：

僅支持memory to memory傳輸

PWIDTH和MISZE需要設置為0x2（字）

源和目標跨步值需與字對齊

源和目標跨步值均為二補數(shù)

PINCM和MINCM均需設置為1（增量模式）

PFCTRL需設置為0

PINCOS需設置為0

不支持循環(huán)模式、雙緩沖模式

不支持鏈接列表傳輸

軟件接口 對于二維數(shù)據(jù)傳輸功能，軟件單獨實現(xiàn)了接口函數(shù)，如下：

通過函數(shù)edma_2d_init(); 可以配置二維傳輸?shù)脑纯绮?、目的跨步、XCNT和YCNT，這四個參數(shù)的在使能2D傳輸前就需要配置好；然后調(diào)用函數(shù)edma_2d_enable();即可開啟二維傳輸功能。

EDMA配置解析

以下對EDMA的配置接口及流程進行說明。

函數(shù)接口

表5. 數(shù)據(jù)流配置函數(shù)列表

? ?

數(shù)據(jù)流配置

設置外設地址（SxPADDR寄存器）

數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏纪庠O地址，在傳輸過程中（SEN=1）不可被改變。

設置存儲器地址（SxM0ADDR寄存器）

數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏純?nèi)存地址，在傳輸過程中（SEN=1）不可被改變。

數(shù)據(jù)流配置（SxCTRL寄存器）

包含優(yōu)先級，數(shù)據(jù)傳輸方向、模式和寬度，地址增量模式、循環(huán)模式、雙緩沖模式和傳輸/半傳輸/傳輸錯誤中斷使能位。

優(yōu)先級（SPL）

分為4個等級，最高優(yōu)先級、高優(yōu)先級、中等優(yōu)先級和低優(yōu)先級。 若有2個流優(yōu)先級設定相同，則較低編號的流有較高的優(yōu)先權。舉例，流1優(yōu)先于流2。

數(shù)據(jù)傳輸方向（DTD）

分為存儲器到外設（M2P），外設到存儲器（P2M）或存儲器到存儲器（M2M）傳輸。 在存儲器到存儲器傳輸模式下不允許使用循環(huán)模式、雙緩沖模式和直接模式。

數(shù)據(jù)傳輸寬度（PWIDTH/MWIDTH）

根據(jù)實際使用情景，可配置寬度為byte、halfword、word；EDMA內(nèi)部的打包、拆包機制允許PWIDTH與MWIDTH寬度不一致。

地址增量模式（PINCM/MINCM）

當流配置設定為增量模式時，下一筆傳輸?shù)牡刂穼⑹乔耙还P傳輸?shù)刂芳由蟼鬏攲挾龋≒WIDTH/MWIDTH）。

數(shù)據(jù)傳輸模式（PBURST/MBURST）

分為單次傳輸（SINGLE），或突發(fā)傳輸（BURST）。 突發(fā)傳輸，在每個DMA請求到來后，根據(jù)配置傳輸4、8、16拍。 在非增量模式下，設置突發(fā)傳輸會將4、8、16拍突發(fā)傳輸轉換為4、8或16個單次傳輸。 在直接模式下，PBURST和MBURST位被硬件強制為0（單次傳輸）

外設流控選擇（PFCTRL）

若選擇外設做為流控制（PFCTRL=1），硬件會將DMA_SxDTCNT的值強制為0xFFFF，并由外設的dma_ch_lt信號指示數(shù)據(jù)傳輸結束。外設流控制不支持M2M模式和循環(huán)模式。

循環(huán)模式（LM）

當流配置設定為循環(huán)模式時，在最后一次傳輸后 SxDTCNT 寄存器的內(nèi)容會恢復成初始值。

雙緩存模式（DMM）

當流配置設定為雙緩沖模式時，硬件會自動啟用循環(huán)模式。雙緩沖區(qū)流有兩個存儲器指針 SxM0ADR/SxM1ADR，由CT位標示當前使用之存儲器指針，允許軟件在DMA填充/使用第二個存儲區(qū)的同時處理另一個存儲區(qū)。

直接模式與FIFO模式設定（SxFCTRL寄存器） 包含F(xiàn)IFO閾值選擇，直接模式禁用和FIFO錯誤中斷使能位。

FIFO閾值選擇（FTHSEL）

分為1/4、2/4、3/4和全FIFO閾值；該設定僅在非直接模式下有效。

FIFO模式使能（FEN）

直接模式（FEN=0）僅可在P2M或M2P模式下使用，且外設/存儲器傳輸寬度需相等（MWIDTH=PWIDTH）并設定為單次傳輸（PBURST=MBURST=0）。如果選擇M2M模式，該位（FEN）被硬件強制為1。

使能DMAMUX（MUXSEL寄存器的TBL_SEL位） 在非存儲器到存儲器（M2M）模式下時，需要使能 DMAMUX 功能，才能啟動數(shù)據(jù)流響應外設的DMA請求。

寫入外設ID號（MUXSxCTRL寄存器的REQSEL） 在非存儲器到存儲器（M2M）模式下時，需要將外設的DMA請求ID號寫入，才能啟動數(shù)據(jù)流響應外設的DMA請求。

打開數(shù)據(jù)流（SxCTRL寄存器的SEN位）

配置流程

打開EDMA時鐘；

調(diào)用數(shù)據(jù)流復位函數(shù)復位數(shù)據(jù)流；

調(diào)用結構體初始化函數(shù)初始化數(shù)據(jù)流結構體；

調(diào)用初始化函數(shù)初始化數(shù)據(jù)流；

調(diào)用DMAMUX使能函數(shù)以及ID號寫入函數(shù)配置DMAMUX相關內(nèi)容；

調(diào)用數(shù)據(jù)流使能函數(shù)開啟數(shù)據(jù)流。

案例 數(shù)據(jù)從FLASH傳輸?shù)絊RAM

功能簡介

實現(xiàn)了使用EDMA將數(shù)據(jù)從片上FLASH搬運到內(nèi)部SRAM中。

資源準備

1) 硬件環(huán)境: 對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD 2) 軟件環(huán)境 projectat_start_f4xxexamplesedmaflash_to_sram

軟件設計

1) 配置流程

開啟EDMA外設時鐘

配置EDMA數(shù)據(jù)流

開啟傳輸完成中斷

開啟數(shù)據(jù)流

等待數(shù)據(jù)傳輸完成

比較數(shù)據(jù)傳輸是否正確

2)代碼介紹

main函數(shù)代碼描述

EDMA_Stream1_IRQHandler中斷函數(shù)代碼描述

實驗效果

如若數(shù)據(jù)傳輸無誤，LED2/3/4會點亮。

案例 EDMA突發(fā)傳輸

功能簡介

EDMA突發(fā)傳輸為EDMA控制器的特有功能。 使用EDMA的突發(fā)傳輸將數(shù)據(jù)從SRAM傳輸?shù)絋MR1的c1dt至c4dt，實現(xiàn)同時改變TMR1四個通道占空比。

資源準備

1) 硬件環(huán)境: 對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD 2) 軟件環(huán)境 projectat_start_f4xxexamplesedmaurst_mode

軟件設計

1) 配置流程

開啟EDMA/TMR1/GPIOA外設時鐘

配置EDMA數(shù)據(jù)流

配置TMR1的通道1到4輸出PWM波形

開啟傳輸完成中斷

開啟數(shù)據(jù)流

開啟TMR1,使其溢出中斷產(chǎn)生DMA請求

2) 代碼介紹

main函數(shù)代碼描述

? ?

實驗效果

TMR1的通道1到4每個周期會改變一次占空比。

如下為使用邏輯分析儀抓取的幾個通道的輸出波形，可以看到PWM波形的占空比每個周期都在改變。 圖15. Burst傳輸實驗結果 ? ?

案例 EDMA雙緩沖區(qū)

功能簡介

EDMA存儲器端雙緩存區(qū)為EDMA控制器的特有功能。 本案例使用EDMA的雙緩存區(qū)功能將SRAM內(nèi)部的兩塊數(shù)據(jù)通過IIS3傳輸給IIS2并存儲在SRAM內(nèi)的另外兩個數(shù)據(jù)塊中。i2s3_buffer1_tx[32]和i2s3_buffer2_tx[32]為IIS3傳輸?shù)膬蓧K數(shù)據(jù)，i2s2_buffer1_rx[32]和i2s2_buffer2_rx[32]為IIS2接收到的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域。

資源準備

1) 硬件環(huán)境: 對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD 使用杜邦線將IIS3與IIS2連接起來，連接關系如下： PD0<------->PA4(ws) PD1<------->PC10(sck) PD4<------->PC12(sd) 2) 軟件環(huán)境 projectat_start_f4xxexamplesedmai2s_halfduplex_edma_doublebuffer

軟件設計

1) 配置流程

開啟EDMA/IIS3/IIS2/GPIO外設時鐘

配置EDMA數(shù)據(jù)流，使能雙緩存區(qū)功能

配置IIS3/2

開啟傳輸完成中斷

開啟數(shù)據(jù)流

2) 代碼介紹

代碼描述

? ?

實驗效果

LED2/3/4都點亮則表示數(shù)據(jù)傳輸正確。

案例 EDMA鏈接列表傳輸

功能簡介

EDMA鏈接列表傳輸為EDMA控制器的特有功能。 本案例使用EDMA的鏈接列表傳輸功能，將片上存儲器的3塊區(qū)域的數(shù)據(jù)通過EDMA發(fā)送給USART1,USART1在通過自身的TX引腳將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

資源準備

1) 硬件環(huán)境: 對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD 2) 軟件環(huán)境 projectat_start_f4xxexamplesedmalink_list_mode

軟件設計

1) 配置流程

開啟EDMA/USART1/GPIO外設時鐘

配置EDMA數(shù)據(jù)流，使能鏈接列表傳輸功能

開啟傳輸完成中斷

開啟數(shù)據(jù)流

2) 代碼介紹

代碼描述

? ?

實驗效果

LED2/3/4都點亮則表示數(shù)據(jù)傳輸完成，并可通過串口工具查看發(fā)送出來的數(shù)據(jù)。

串口工具接收的數(shù)據(jù)如下圖所示：

圖16. 鏈接列表傳輸實驗結果

? ?

案例 EDMA二維傳輸

功能簡介

EDMA二維傳輸為EDMA控制器的特有功能。 本案例使用EDMA的二維傳輸功能，將片上存儲器的1塊區(qū)域的數(shù)據(jù)通過EDMA二維傳輸功能剪裁出其左邊1/2，并通過串口打印出來。

資源準備

1) 硬件環(huán)境: 對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD 2) 軟件環(huán)境 projectat_start_f4xxexamplesedma wo_dimension_mode

軟件設計

1) 配置流程

開啟EDMA/USART1/GPIO外設時鐘

配置EDMA數(shù)據(jù)流，使能二維傳輸功能

開啟傳輸完成中斷

開啟數(shù)據(jù)流

2) 代碼介紹

代碼描述

? ?

實驗效果

通過串口工具查看發(fā)送出來的數(shù)據(jù)。

串口工具接收的數(shù)據(jù)如下圖所示：

圖17. 二維傳輸實驗結果

? ?

審核編輯：湯梓紅