S32K144使用DMA完成串口的通用代码（基于NXP SDK2.0和PE配置）

由于项目需要，要将S32K的串口使用DMA来实现，并且设计较为安全的机制来保证串口通信。所以自己调试了一下相关代码，供参考。

1、S32K144的DMA串口实现
我使用的是NXP提供的DS32，其中的PE对DMA配置串口相当友好
在uart配置模块下选择传输类型为DMA

在DMA模块配置下，将对应的串口绑定传输通道即可
通过PE生成代码，此时项目生成的通用代码中就有了dma和uart的所有配置

2、DMA串口发送
这一部分NXP的SDK提供了完善的解决接口，只需要调用LPUART_DRV_SendData接口就可以完成DMA发送。FEATURE_LPUART_HAS_DMA_ENABLE宏是默认打开的，可以仿真跟踪一下代码，可以发现只要配置了DMA相关模块，实际发送时调用的就是圈出来的这部分代码。
3、DMA轮询实现
为了提高发送效率，所以不能使用等待的方式来完成每次串口的发送。所以设计了轮询的方式来做。具体的做法如下：
1、设计一个全局的buf，只要调用了串口的发送，就立刻将要发送的数据放入这个buf中
2、设计一个发送buf，在定时器中定期轮询DMA标记，如果DMA不忙，就去检查是否有数据要发送。
3、检查与发送buf，如果有需要发送的数据，将这段数据拷贝到发送buf中，将预发送buf标记置位。同时启动发送，DMA通道标记置位。
代码实现如下

//定义三个串口的全局预发送buf
typedef struct{
uint8_t sBuf[SEND_LEN]; //发送缓存
uint16_t head;    		//MSG在sbuff中起始位置
uint16_t tail;    		//MSG在sbuff中结束位置
}uart_send_info;
uart_send_info uart0_send;
uart_send_info uart1_send;
uart_send_info uart2_send;
//定义三个发送buf
uint8_t uart0_sBuf[SEND_LEN];
uint8_t uart1_sBuf[SEND_LEN];
uint8_t uart2_sBuf[SEND_LEN];
//添加三个dma发送完成标记
volatile bool uart0TransferComplete=true;
volatile bool uart1TransferComplete=true;
volatile bool uart2TransferComplete=true;

//发送预处理，只是将要发送的数据放入预处理buf中
void pre_uart_send(uart_instance_t uartinstance,uint8_t *data,uint16_t len)
{
    uart_send_info * uartXSend;
    if(UART0_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart0_send;
    }
    if(UART1_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart1_send;
    }
    if(UART2_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart2_send;
    }
    //将data存入到对应的buf中去
    if(uartXSend->tail+len<SEND_LEN)
    {
        memcpy((uartXSend->sBuf+uartXSend->tail),data,len);
        //将tail移位
        uartXSend->tail=(uartXSend->tail+len)%SEND_LEN;
    }else{
        memcpy((uartXSend->sBuf+uartXSend->tail),data,(SEND_LEN-uartXSend->tail-1));
        memcpy(uartXSend->sBuf,(data+SEND_LEN-uartXSend->tail-1),len+uartXSend->tail-SEND_LEN);
        uartXSend->tail=(len+uartXSend->tail-SEND_LEN)%SEND_LEN;
    }
}

//串口发送代码，轮询时调用，将需要用到的DMA标记置位，如果总线忙，则不作任何处理，如果不忙，则启动发送，将预发送buf中的头指针移动到尾部
void uart_send(uart_instance_t uartinstance,uint8_t *data,uint16_t len)
{
    lpuart_state_t * lpuartState;
    uart_send_info * uartXSend;
    
        if(UART0_INSTANCE==uartinstance)
        {
    	    lpuartState=&lpuart2_State;
            uartXSend=&uart0_send;
            uart0TransferComplete=false;
        }
        if(UART1_INSTANCE==uartinstance)
        {
        	lpuartState=&lpuart1_State;
            uartXSend=&uart1_send;
            uart1TransferComplete=false;
        }
	    if(UART2_INSTANCE==uartinstance)
        {
    	    lpuartState=&lpuart3_State;
            uartXSend=&uart2_send;
            uart2TransferComplete=false;
        }   
    if(!(lpuartState->isTxBusy)){
        //开始发送，置位全局预发送buf标记
        LPUART_DRV_SendData(uartinstance,data,len);
        uartXSend->head=uartXSend->tail;
        //将sendbuf清掉
        memset(uartXSend,0,sizeof(uint8_t)*SEND_LEN);
    }
    // 如果忙，那么这次就不做发送   
}

//提供一个轮询接口，在定时器中调用，如果预发送中有数据，则返回需要发送的数据长度，同时将数据拷贝到发送buf中去，这一部分功能是在get_send_data中实现的
uint16_t check_uart_buf_stat(uart_instance_t uartinstance)
{
    uart_send_info * uartXSend;
    if(UART0_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart0_send;
    }
    if(UART1_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart1_send;
    }
    if(UART2_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart2_send;
    }
    return get_send_data(uartinstance);
}

static uint16_t get_send_data(uart_instance_t uartinstance)
{
    uart_send_info * uartXSend;
    uint8_t * send_buf;
    uint16_t send_len;
    if(UART0_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart0_send;
        send_buf = uart0_sBuf;
    }
    if(UART1_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart1_send;
        send_buf = uart1_sBuf;
    }
    if(UART2_INSTANCE==uartinstance)
    {
        uartXSend=&uart2_send;
        send_buf = uart2_sBuf;
    }
    if(uartXSend->tail>uartXSend->head)
    {
        send_len = uartXSend->tail-uartXSend->head;
        memcpy(send_buf,(uartXSend->sBuf+uartXSend->head),(uartXSend->tail-uartXSend->head));
    }else if(uartXSend->tail<uartXSend->head)
    {
        send_len = SEND_LEN-uartXSend->head+uartXSend->tail;
        memcpy(send_buf,(uartXSend->sBuf+uartXSend->head),(SEND_LEN-uartXSend->head-1));
        memcpy((send_buf+SEND_LEN-uartXSend->head),uartXSend->sBuf,uartXSend->tail+1);
    }else{
        send_len = 0;
    }
    return send_len;
}

至此，串口发送所有的接口提供完毕。用户代码中只需要使用pre_uart_send接口，不断向预处理buf中放入数据即可。所有的数据处理，都是通过定时器去轮询dma标记位来完成的。这部分代码如下。

//首先在DMA中断函数中添加标记，对应我的串口使用通道
void EDMA_DRV_IRQHandler(uint8_t virtualChannel)
{
    const edma_chn_state_t *chnState = s_virtEdmaState->virtChnState[virtualChannel];

    EDMA_DRV_ClearIntStatus(virtualChannel);

    if (chnState != NULL)
    {
        if (chnState->callback != NULL)
        {
            chnState->callback(chnState->parameter, chnState->status);
        }
    }
    //在对应串口的DMA通道中断时，将对应的发送完成标记置位。
    if(5==virtualChannel)
    {
        uart0TransferComplete=true;
    }
    if(1==virtualChannel)
    {
        uart1TransferComplete=true;
    }
    if(7==virtualChannel)
    {
        uart2TransferComplete=true;
    }
}

定时器中断中轮询是否启动发送，处理逻辑代码如下

	//每QUERY_UART_BUF_TICK个TICK查询一次串口发送buf
    uart_tick_count++;
    if((uart_tick_count%QUERY_UART_BUF_TICK)==0)
    {
    	//将轮询标记置位
    	uart_tick_count = 0;
    	//轮询uart发送DMA通道的状态，暂时忽略通道状态做测试
    	if(uart0TransferComplete==true)
    	{
    		//如果没有要发送的数据，则返回0，此时后面的判断也不需要做
    		uint16_t len=check_uart_buf_stat(UART0_INSTANCE);
    		if(len)
    		{
    			//如果串口0有数据，则查询对应串口是否忙状态，如果忙也不需要做操作，不忙则启动发送
    			uart_send(UART0_INSTANCE,uart0_sBuf,len);	
    		}
    	}
    	//......其他串口的处理逻辑也是一样
    }

上述代码通过两个buf完全规避了串口总线的判忙等待，充分提高了DMA发送的效率。需要注意的是，由于预处理buf是预先开辟的，所以如果有长协议的快速通信，需要计算一下波特率是否满足，定时器中轮询接口的时长也要考虑，避免预处理buf填满，而没有启动发送的情况发生。
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