S3C2410 DMA原理与实例

1. DMA的含义：Direct Memory Acess ，可以不通过CPU而在DMA控制器的控制下，高速地和I/O设备和存储器之间交换数据。
 
2.S3C2410A支持4通道DMA，在以下四种情况可运行
 
 ① 源设备和目标都在系统总线AHB上

 ② 源设备和目标都在外围总线APB上

 ③ 源设备在系统总线，而目标设备位于外围总线

 ④ 源设备在外围总线，而目标设备位于系统总线
 
3. 传输协议
 
  ① 单步模式：一次DMA传输有两个DMA应答周期（产生两个应答信号nXDACK）指示DMA读和写周期，主要用与测试和调试模式，在读写周期之前，总线控制权可以让给其他总线控制器

  ② 连续模式：一次DMA请求将产生连续的的DMA传输，直到规定的DMA传输数据传输完，在DMA传输周期间，nXDACK一直有效。DMA请求信号被释放。并且每次传输一个数据单元后，释放一次总线控制权，以让其他总线控制器有机会可以占有总线。

4. DMA操作
 
  DMA使用三态FSM（有限状态机）进行操作，以下用三个步骤描述

  State-1：初始状态，DMA等待DMA请求，若请求到达，进入状态2。此阶段，DMA AC和INT REQ 为0

  State-2：DMA ACK 变为1，计数器CURR_TC的值从DCON[19:0 ]装载。DMA ACK保持1，直到它被清0

  State-3：对DMA进行原子操作的sub-FSM(子状态机)进行初始化。sub-FSM 从源地址读取数据后将数据写入目标地址。对于这种操作方式，数据大小和传输大小应给予考虑。在整体服务方式中（whole service mode），这种操作重复直到计数器CURR_TC变为0，然而在单一模式中只进行一次。当子FSM完成每个原子操作，主FSM倒计CURR_TC。另外，当CURR_TC为0 和中断设置DCON[29]为1时，主FSM发出INT REQ（中断请求信号），同时清除DMA ACK 假如以下任一种情况发生

          ① 在整体服务模式（Whole service mode）CURR_TC变为0

          ② 在单一模式（Single service mode）原子操作完成

          在单一模式，主FSM的三个状态进行后停止，等待另外的DMA REQ。如果DMA REQ到达，就重复三个状态。因此，DMA  ACK被声明后进行每个原子操作。

相反，在整体服务模式（Whole service mode），主FSM在状态3等待直到CURR_TC变为0。所以DMA ACK 在传输区间被声明后进行原子操作当TC达到0时。

          有可能有些朋友对“原子操作”有疑问，我没有找到标准的定义，按我的理解就是操作不可间断，一定要完成这个操作才能进行另外的操作。  相反，在整体服务模式（Whole service mode），主FSM在状态3等待直到CURR_TC变为0。所以DMA ACK 在传输区间被声明后进行原子操作当TC达到0时。
          有可能有些朋友对“原子操作”有疑问，我没有找到标准的定义，按我的理解就是操作不可间断，一定要完成这个操作才能进行另外的操作。       

5. 外DMA 请求/应答协议，有三种

   ① Single service Demand  ② Single service Handshake  ③Whole service Handshake

   Demand 和 Handshake 模式的区别主要是XnXDREQ 和 XnXDACK时序，datasheet中有具体实例

 

6. 操作设置

① DMA通道初始化：rDISRC 、 rDISRCC 、  rDCON0 、 rDIDST 、 rDIDSTC 、  rDMASKTRIG0

② DMA中断初始化

③ 设置DMA请求源，如：Uart设置成DMA形式 rUCON0 = rUCON0 & 0xff3 | 0x8;

④ 设置DMA中断服务程序

实例：

//------------系统初始化---------------------------------------------------------------

 

 1  // 设置系统频率
 2        ChangeClockDivider( 1 , 1 );             //  1:2:4
 3         // ChangeMPllValue(0x5C,0x04,0x00);   //  FCLK=200MHz   
 4        ChangeMPllValue( 0x7d , 0x1 , 0x1 );       //  FCLK=266MHz  MPLLCON
 5  void  AppDMAInit( void )
 6  {
 7         // rINTMOD |=  (1<<17);  ; // [17]INT_DMA0:0 = IRQ, 1 = FIQ
 8         // pISR_DMA0=(int)Dma0Done; // DMA0的中断服务程序
 9        pISR_DMA1 = ( int )Dma1Done; // DMA1的中断服务程序
10         // rDISRC0=TSRC_ADDR;
11        rDISRCC1 = ( 0 << 1 ) | ( 0 << 0 );  //  inc,AHB源来自于AHB
12         //  rDIDST0=0x31100000;
13        rDIDST1 = 0x10000000 ;
14        rDIDSTC1 = ( 0 << 1 ) | ( 0 << 0 );  //  inc,AHB目的为AHB
15        rDCON1 = ( 0 << 31 ) | ( 1 << 30 ) | ( 1 << 29 ) | ( 1 << 28 ) | ( 1 << 27 ) | ( 1 << 23 ) | ( 0 << 22 ) | ( 1 << 21 ) | ( 0 << 20 );
16         // |((rDCON0&fff00000)|0x80); // demand mode,whole service mode,burst mode
17         // 31位1:Handshake mode   0: Demand mode is selected.
18         // 30位0:Dreq与DACK与APB时钟同步 1AHB
19         // 29位1：传送完成中断产生 0－CURR_TC interrupt is disabled 
20         // 28位 选择传送size of an atomic transfer   0: a unit transfer  1: a burst transfer of length four is performed.
21         // 27位1：整个服务模式 0单个
22         // 23位0：S/W请求模式被选,DMA加3倍通过设置DMASKTRIG寄存器的SW_TRIG位
23         // 1:DMA源选择通过[26:24] triggers the DMA operation
24         // 22位1:当前值为0时,DMA通道(MDA REQ)关断当传送计数.0:自动重载
25         // 21:20位  00 = Byte 01 = Half word 10 = Word 11 = reserved
26         // [19:0]Initial transfer count (or transfer beat).
27        rDCON1 =  (rDCON1 & 0xf8f00000 ) | 0x20  ; // 1word*4(burst)*32=128word
28         // rDCON1 &=0xf8ffffff;       // [26:24]=000  DCON1: 000:nXDREQ1      DCON0:000:nXDREQ0
29        rGPEDAT = (rGPEDAT & 0xfff5 ) | 0x5 ; 
30        rGPECON = (rGPECON & 0xffffff00 ) | 0x00000055 ;
31         // 赋首地址
32        src = (BYTE * )GRAPH_START_ADRR;
33 
34  ｝
35 
36  中断初始化
37 
38  static   void  __irq Dma1Done( void )   // DMA1中断(DMADONE)
39  {
40         // unsigned char i=100;
41        ClearPending(BIT_DMA1);
42        src  = src + 512 ;
43        rDISRC1  = ( int ) src;
44         // dma1done=0;
45         // Uart_Printf("dma is %x!\n",rDISRC1);
46 
47  }
48 

用FPGA采样DMA波形效果：