HC32F460 系列的 DMA 控制器

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摘要

本篇應(yīng)用筆記主要介紹如何使用 HC32F460 系列芯片的 DMA 模塊傳輸數(shù)據(jù)。

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DMA 簡介

什么是 DMA？

DMA（直接內(nèi)存訪問控制器）功能塊可以不通過 CPU 高速傳輸數(shù)據(jù)。使用 DMA 能提高系統(tǒng)性能。

DMA 的重要特征？

DMA 獨(dú)立于 CPU 總線的總線，所以即便是在使用 CPU 總線的時候， DMA 也可進(jìn)行傳輸操作。

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HC32F460 系列的 DMA

3.1

簡介

HC32F460 系列 MCU 內(nèi)部集成 DMAC 模塊，能夠在 CPU 不參與的情況下實(shí)現(xiàn)存儲器之間，存儲器和外圍功能模塊之間以及外圍功能模塊之間的數(shù)據(jù)交換。

3.2

說明

DMAC 總線獨(dú)立于 CPU 總線，按照 AMBA AHB-Lite 總線協(xié)議傳輸。

擁有 2 個 DMA 控制單元，共 8 個獨(dú)立通道，可以獨(dú)立操作不同的 DMA 傳輸功能。兩個控制單元受不同處理器控制，可以同時獨(dú)立使用。每個通道的啟動資源通過獨(dú)立的觸發(fā)源選擇寄存器配置。每次請求傳輸一個數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊最小為 1 個數(shù)據(jù)，最多為 1024 個數(shù)據(jù)。每個數(shù)據(jù)的寬度可配置為 8bit，16bit，32bit。源地址和目標(biāo)地址可以獨(dú)立配置為固定、自增、自減、循環(huán)或偏移量的跳轉(zhuǎn)?？僧a(chǎn)生 3 種中斷：塊傳輸完成中斷，傳輸完成中斷，傳輸錯誤中斷。每種中斷都可配置是否屏蔽。其中塊傳輸完成，傳輸完成可作為事件輸出，作為其他外圍模塊的觸發(fā)源。支持連鎖傳輸功能，可實(shí)現(xiàn)一次請求傳輸多個數(shù)據(jù)塊。支持外部事件觸發(fā)通道重置。不使用時可設(shè)置進(jìn)入模塊停止?fàn)顟B(tài)以降低功耗。

3.2.1 寄存器介紹

1) DMA_EN：DMA 使能寄存器，使能或關(guān)閉 DMA 模塊。

2) DMA_CHEN：通道使能寄存器，使能或關(guān)閉 DMA 通道，bit0~3 分別對應(yīng)一個通道。

3) DMA_INSTAT0~1：中斷狀態(tài)寄存器（傳輸請求溢出錯誤中斷、傳輸錯誤中斷、塊傳輸完成中斷、傳輸完成中斷）。

4) DMA_INTMASK0~1：中斷屏蔽寄存器，配置各中斷是否屏蔽。

5) DMA_INTCLR0~1：中斷復(fù)位寄存器，清空中斷狀態(tài)標(biāo)志位。

6) DMA_RCFGCTL：通道重置寄存器，配置 DMA 重置后的相關(guān)參數(shù)，包括：剩余傳輸次數(shù)計數(shù)方式、目標(biāo)/源地址重置方式、通道選擇、鏈?zhǔn)絺鬏數(shù)取?

7) DMA_CHSTAT：通道狀態(tài)觀測寄存器。

8) DMA_TRGSEL0~3：觸發(fā)源選擇寄存器，配置各通道啟動傳輸?shù)挠|發(fā)源，配置前需打開PWR_FCG0 寄存器的 AOS 位。

9) DMA_TRGSELRC：通道重置觸發(fā)源選擇寄存器，配置啟動通道重置的觸發(fā)源。

10) DMA_SAR0~3：源地址寄存器，配置傳輸源地址。

11) DMA_DAR0~3：目標(biāo)地址寄存器，配置傳輸目標(biāo)地址。

12) DMA_DTCTL0~3：數(shù)據(jù)控制寄存器，配置傳輸次數(shù)和數(shù)據(jù)塊大小。

13) DMA_RPT0~3：重復(fù)區(qū)域大小寄存器，配置源地址和目標(biāo)地址重復(fù)區(qū)域大小。

14) DMA_RPTBB0~3: 重復(fù)區(qū)域大小寄存器 B，配置源地址和目標(biāo)地址重復(fù)區(qū)域大小。

15) DMA_SNSEQCTL0~3: 源設(shè)備不連續(xù)地址傳輸控制寄存器，配置源地址跳轉(zhuǎn)的地址偏移和源地址跳轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)量

16) DMA_SNSEQCTLB0~3: 源設(shè)備不連續(xù)地址傳輸控制寄存器 B，配置源不連續(xù)區(qū)域地址間距和源地址跳轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)量

17) DMA_DNSEQCTL0~3: 目標(biāo)設(shè)備不連續(xù)地址傳輸控制寄存器，配置目標(biāo)地址跳轉(zhuǎn)的地址偏移量和數(shù)據(jù)量

18) DMA_DNSEQCTLB0~3: 目標(biāo)設(shè)備不連續(xù)地址傳輸控制寄存器 B，配置目標(biāo)不連續(xù)區(qū)域地址間距和目標(biāo)地址跳轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)量

19) DMA_LLP0~3: 鏈指針寄存器，配置鏈指針

20) DMA_CHxCTL(x=0~3):通道控制寄存器

21) DMA_MONSARx ， DMA_MONDARx ， DMA_MONDTCTLx ， DMA_MONRPTx ，DMA_MONSNSEQCTLx，DMA_MONDNSEQCTLx：通道監(jiān)視寄存器，DMA 每完成一次傳輸請求后更新

3.2.2 工作流程介紹

本章節(jié)主要介紹 DMA 傳輸模式的設(shè)置和運(yùn)行流程。

1) 重載傳輸

該傳輸可以配置源地址、目標(biāo)地址在增加/減少至寄存器配置的重復(fù)區(qū)域大小時重新返回至最初的地址設(shè)定值。重復(fù)區(qū)域的大小由寄存器 DMA_RPT DMA_CHxCTL.HSIZE 的設(shè)定值決定。

2) 不連續(xù)傳輸

該傳輸可以傳輸數(shù)量的數(shù)據(jù)后，地址將跳過偏移量，當(dāng)?shù)刂分剌d與不連續(xù)跳轉(zhuǎn)的條件同時滿足時，執(zhí)行地址重載。

3) 連鎖傳輸

該傳輸當(dāng)一個描述符的最后傳輸結(jié)束時，LLP 下一個描述符將被從存儲器中載入通道配置寄存器。等待下一次傳輸請求輸入，開始新描述符的一次傳輸?；蛘吒鶕?jù)寄存器 DMA_CHxCTLx.LLPRUN 的設(shè)置，在載入新描述符后直接開始一次傳輸。

4) 通道重置傳輸

通道重置功能，是指通過外圍電路的事件請求來修改通道內(nèi)部狀態(tài)寄存器，重新配置下一次數(shù)據(jù)的傳輸方式。

5) 傳輸提前終止

傳輸過程中通道使能寄存器 DMA_CHEN.CHENx 保持有效，非連鎖傳輸時，數(shù)據(jù)控制寄存器 DMA_DTCTLx 設(shè)定的傳輸次數(shù)完成后自動置為無效，連鎖傳輸時，最后傳輸?shù)膫鬏敶螖?shù)完成后自動置為無效。傳輸過程中如果軟件寫 DMA_CHEN.CHENx 為 0，則 DMA將在完成當(dāng)次數(shù)據(jù)讀寫后終止傳輸。

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樣例代碼

4.1

代碼介紹

用戶可根據(jù)上述的工作流程編寫自己的代碼來學(xué)習(xí)驗(yàn)證該模塊，也可以直接通過華大半導(dǎo)體的網(wǎng)站下載到設(shè)備驅(qū)動庫（Device Driver Library, DDL）的樣例代碼并使用其中的 DMA 的樣例進(jìn)行驗(yàn)證。

4.2 代碼運(yùn)行

用戶可以通過華大半導(dǎo)體的網(wǎng)站下載到 HC32F460 的 DDL 的樣例代碼

（dmac_reload_address），并配合評估用板（EV-HC32F460-LQFP100-050-V1.1）運(yùn)行相關(guān)代碼學(xué)習(xí)使用 DMA 模塊。以下部分主要介紹如何在評估板上運(yùn)行 DMA 樣例代碼并觀察結(jié)果：

－ 確認(rèn)安裝正確的 IAR EWARM v7.7 工具（請從 IAR 官方網(wǎng)站下載相應(yīng)的安裝包，并參考用戶手冊進(jìn)行安裝）。

－ 從華大半導(dǎo)體網(wǎng)站下載 HC32F460 DDL 代碼。