stm32系列芯片都内置dma外设,其中很多系列的dma配备了fifo。这里以stm32f429芯片及开发板为例,演示一下带fifo的dma传输实现过程。
大致情况是这样的,我用timer1通道1的比较事件触发dma,将内存数据写进uart5的数据发送寄存器dr,并将uart5的tx/rx脚物理短接,同时开启uart5的dma接收模式,即dma将uart5接收到的数据写到指定的接收内存区。下面重点介绍uart5的dma方式的接收过程。
首先使用stm32cubemx完成基本配置。
下面是关于tim1的相关配置,使用通道1的比较事件触发dma,将内存数据写入uart的发送数据寄存器。为什么还要搞个定时器来触发,其中一个原因是为了后面好演示结果。
下面是关于uart5的基本配置,并开启其接收的dma传输。此时配置还没有使用fifo.
添加用户代码。代码基于stm32cube库而准备,这里发送端发送17个字节数据出来。
我们不妨先看看基于上面不使用fifo的配置,即使用dma 直接传输时的运行结果。
在演示基于fifo的dma应用结果之前,不妨简单介绍下fifo的结构以及dma传输过程中使用它有什么好处。
对于stm32f4来讲,每个dma stream都有4个字的fifo可用。它用来暂存来自dma源端的数据,每当fifo里存放的数据达到设定的阈值后,数据就会被移走。阈值可以设置为从1个字到4个字的深度。
启用dma的fifo可以最大程度地避免数据传输过程中的溢出问题,可以减少dma对内存的访问次数从而减少总线访问竞争,通过burst分组传输优化传输带宽以提升芯片性能。利用fifo,通过对源端/目标端的数据进行打包或拆包以适应不同数据宽度的访问需求.让dma的使用更为方便灵活.
这里以uart5的数据接收为例。当启用fifo时,目的端数据宽度可以从字节/半字/字格式自由设置。首先,当uart5的dma接收配置成下面这样时,即dma single模式。
fifo阈值设置为1/4满,即1个字的深度。运行上面代码,我们可看到来自源端的4个byte被封装成1个word字。数据会按字方式逐一写入内存。【为看效果,我将定时器的触发放慢后做多次截图】
不过,按照上面方式将4个字节封装成一个字的传输过程中如果发生被打断的情况,此时就会遇到数据损坏的风险。因此就引入了dma burst传输,或称dma节拍传输。即几个数据【4/8/16】被封装成1组,或称1个burst,或称1节。在一节内逐个进行数据传输,每个数据的传输相当于1拍。俨如音乐里的节拍,4拍1节、8拍1节之类的。对于每1节内的数据传输,dma对总线的占用不会被总线矩阵仲裁器解除或打断,以保证每节数据的可靠完成。
我们还是以上面的应用为例,调整配置并开启burst模式后具体看看。
我对memory端,也就是这里的目的端启用了burst节拍传输。因为fifo深度为1个字,每次源端数据刚好达到fifo阈值水平时,通过1节4拍即可传输完毕,每拍对应1个byte的传输。基于busrt模式配置可以实现跟上面single模式下同样的效果,而且数据传输更有保障。通过下图可以看出dma按节进行传输,每节传输4个数据。
针对上述应用,我们还可以再次调整burst配置,比如下面的样子:
此时fifo阈值为2个字,源端memory的数据访问宽度为半字,burst大小为4。这样的话,源端数据达到fifo阈值时,4个半字数据组成1节分四拍传输完成,其中每拍传输半字数据。我们同样看看慢动作后的结果。
顺便提醒下,我们在做基于fifo的burst模式的dma传输时,burst的大小乘以数据大小不得超过设置的fifo阈值大小,否则会出错。比方以刚才上面的配置来看。
fifo阈值为2个字,即8字节。数据宽度为半字,即2字节,burst大小为4。完全合规。
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