ARM Cortex-M3 MCU的I2C和DMA操作被中斷打斷的解決方法

在項目開發(fā)的過程中，發(fā)現(xiàn)程序總是死在判斷DMA一次傳輸是否完成這個標志位上。進一步回退分析，發(fā)現(xiàn)是在I2C讀的過程中，有使用到DMA去取外部I2C設(shè)備的data。

但是data并沒有讀完，Data為32bits，DMA在讀到18bits時，就出現(xiàn)讀不到data bit了。導(dǎo)致I2C硬件模塊不能進一步動作，SCK一直被拉低，沒有clock輸出，SDA也是如此。

下面是通過示波器抓到的波形：

在上面的波形圖中，綠色的是SCK，藍色的是SDA。

在第一幅波形圖中，有2段波形，第一段連續(xù)的I2C波形，經(jīng)過確認I2C硬件和DMA配合是正常的。第二段則是有一段I2C波形，然后就SCK和SDA就都被拉低了。

將第一幅圖的第2段波形放大，就是第二副圖看到的情況?？梢院苊黠@的看到SCK輸出有被其他因素打斷。I2C吐出幾個clock，被其他因素打斷了，clock線即SCK被拉低一段時間，然后clock線再繼續(xù)吐出幾個clock。

直到I2C被頻繁中斷，clock吐不出來為止，SCK和SDA都被拉低，此時明顯的I2C和DMA的配合過程被其他因素頻繁的干擾打死了。

通過示波器抓到的波形驗證了這一點，然后再來分析代碼和串口輸出，發(fā)現(xiàn)是外部GPIO一直有中斷輸入，Cortex-M3 MCU頻繁的響應(yīng)中斷，導(dǎo)致I2C&DMA操作被打掛了。

有什么辦法來解決這個問題？

方法就是在I2C和DMA操作的過程開始處關(guān)閉所有中斷，而在操作結(jié)束的時候重新打開中斷，以免I2C&DMA操作被其他中斷打斷。

ARM MDK編譯環(huán)境自帶的編譯器ARMCC，含有內(nèi)置的c函數(shù)，可供操作中斷用：

__enable_irq();

__disable_irq();

不過debug發(fā)現(xiàn)這兩個函數(shù)只會在privileged mode使用。也就是說需要Cortex-M3 MCU先進入privileged mode，才能調(diào)用這兩個函數(shù)。

用什么方法讓MCU從user mode切換到privileged mode呢，exception handler！

可以用SVC啦，軟件可以利用SVC制造一個exception，然后在exception handler中利用MCU的privileged mode來完成自己的任務(wù)。有點類似于linux里面的系統(tǒng)調(diào)用。

SVC exception可以調(diào)用SVC函數(shù)，而SVC函數(shù)可以傳入參數(shù)，也可以返回參數(shù)。轉(zhuǎn)為系統(tǒng)調(diào)用而設(shè)計。

舉個例子，用戶程序調(diào)用read()這個系統(tǒng)調(diào)用，read()會引發(fā)SVC exception，進而調(diào)用SVC函數(shù)，read()函數(shù)的參數(shù)傳遞給SVC函數(shù)，SVC在內(nèi)核態(tài)執(zhí)行硬件動作，并將SVC函數(shù)的返回結(jié)果，作為read()函數(shù)的返回，返回給用戶程序。當(dāng)然linux里面并不一定是SVC，這里只是做個類比。

也就是說SVC可以完成從用戶態(tài)到內(nèi)核態(tài)的轉(zhuǎn)變，不讓用戶直接操作硬件。用戶只需要記住系統(tǒng)調(diào)用API的名字和函數(shù)即可，而不用管硬件的具體實現(xiàn)。

所以這里我們就把I2C讀的操作放在一個SVC函數(shù)里面去實現(xiàn)，并且在SVC函數(shù)的開始處調(diào)用__disable_irq();在函數(shù)的結(jié)束處，調(diào)用__enable_irq()。

經(jīng)過驗證，I2C&DMA操作再也不會被中斷打斷了。