【JZ2440笔记】DMA

一、前言

DMA可以独立于CPU之外进行数据的搬移操作，因此在大量数据需要进行迁移时可以利用DMA的优势，减轻CPU的负担，从而提高系统的性能。

二、实验目标

使用DMA模块将一片RAM内存的数据搬移到另外一片内存。

三、实验分析

S3C2440A 支持 4 通道处于系统总线和外设总线间的 DMA 控制器。DMA 控制器的每个通道都可以无限制的执行系统总线与/或外设总线之间设备的数据移动。换句话说，每个通道都可以处理以下 4 种情况：

(1) 源和目标都在系统总线上

(2) 当目标在外设总线上时源在系统总线上

(3))当目标在系统总线上时源在外设总线上

(4))源和目标都在外设总线上

DMA 的主要优点是在无 CPU 干预的情况下能进行数据传输。DMA 的运行可以由软件开始，也可以来自内部外设或外部请求引脚的请求。

配置DMA无非就是要确定几个条件：源地址、进行一次搬移的数据长度、要搬移数据的总共大小、目标地址。

四、程序编写

代码分为以下几个文件：

head.S：启动文件。

init.c：初始化函数，关闭看门狗，初始化系统时钟。

main.c：DMA实验相关函数。

Makefile：用来编译代码。

各个文件内容分别如下：

head.S

@*************************************************************************

@ File：head.S

@ 功能：设置FCLK到400MHz

@*************************************************************************       

.text

.global _start

_start:

ldr sp, =4096                       @设置堆栈,因为要调用C语言函数 

bl disable_watch_dog               @关WATCH DOG

bl init_system_clk                 @初始化系统时钟，FCLK=400MHz,HCLK=100MHz,PCLK=50MHz

    bl main                            @跳转执行main函数

halt_loop:

    b       halt_loop

init.c

/* WOTCH DOG register */

#define REG_WTCON               (*(volatile unsigned long *)0x53000000)

/* Sys Clk Config */

#define REG_CLKDIVN             (*(volatile unsigned long *)0x4C000014)

#define REG_CAMDIVN             (*(volatile unsigned long *)0x4C000018)

#define REG_MPLLCON             (*(volatile unsigned long *)0x4C000004)

void disable_watch_dog();

void init_system_clk();

/*上电后，WATCH DOG默认是开着的，要把它关掉 */

void disable_watch_dog()

{

REG_WTCON = 0;

}

void init_system_clk()

{

    //HCLK = FCLK/4， 当 CAMDIVN[9] = 0 时

    //PCLK 设置为 HCLK/2 

    //完成配置FCLK : HCLK : PCLK = 1 : 1/4 : 1/8，DIVN_UPLL是USB的时钟不用管

    REG_CLKDIVN = (2 << 1) | (1 << 0);

    /* 如果HDIVN非0，CPU的总线模式应该从“fast bus mode”变为“asynchronous bus mode” */

__asm__(

    "mrc    p15, 0, r1, c1, c0, 0n"        /* 读出控制寄存器 */ 

    "orr    r1, r1, #0xc0000000n"          /* 设置为“asynchronous bus mode” */

    "mcr    p15, 0, r1, c1, c0, 0n"        /* 写入控制寄存器 */

    );

    //m=MDIV+8, p=PDIV+2, s=SDIV, Mpll = ( 2 × m × Fin ) / ( p × 2^s )

    //FCLK = (2 * (92 + 8) * 12000000) / ((1 + 2) * 2) = 400000000 = 400MHz

    //配置完MPLL后时钟停振，CPU停止运行等待时钟输出稳定，之后FCLK=400MHz,HCLK=100MHz,PCLK=50MHz */

    REG_MPLLCON = (92<<12)|(1<<4)|(1<<0);

}

main.c

#define BYTE unsigned char

#define WORD unsigned short

#define DWORD unsigned int

/* GPIO Configure*/

#define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050)

#define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054)

#define GPFUP (*(volatile unsigned long *)0x56000058)

/* DMA */

#define REG_DISRC0 (*(volatile unsigned long *)0x4B000000)

#define REG_DISRCC0 (*(volatile unsigned long *)0x4B000004)

#define REG_DIDST0 (*(volatile unsigned long *)0x4B000008)

#define REG_DIDSTC0 (*(volatile unsigned long *)0x4B00000C)

#define REG_DCON0 (*(volatile unsigned long *)0x4B000010)

#define REG_DSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x4B000014)

#define REG_DMASKTRIG0 (*(volatile unsigned long *)0x4B000020)

void wait(volatile unsigned long dly)

{

for(; dly > 0; dly--);

}

void init_led(void)

{

GPFCON &= ~((DWORD)(3 << (2 * 4)) | (3 << (2 * 5)) | (3 << (2 * 6)));

GPFCON |= ((DWORD)(1 << (2 * 4)) | (1 << (2 * 5)) | (1 << (2 * 6))); //GPF4、GPF5、GPF6输出模式

GPFDAT |= (1 << 4) | (1 << 5) | (1 << 6);   //输出高电平，LED全灭

}

int main()

{

WORD i;

DWORD dwSrc[100];

DWORD dwDst[100];

init_led();

//填充原始数据

for (i = 0; i < sizeof(dwSrc) / sizeof(dwSrc[0]); i++)

{

dwSrc[i] = i + 1;

dwDst[i] = 0;

}

//配置DMA传输

//设置源地址

REG_DISRC0 = (DWORD)&dwSrc[0];

//源位于AHB总线, 源地址递增

REG_DISRCC0 = (0<<1) | (0<<0);

//设置目标地址

REG_DIDST0 = (DWORD)&dwDst[0];

//在 TC 到达 0 时发生中断, 目的位于AHB总线, 目的地址递增

REG_DIDSTC0 = (0<<2) | (0<<1) | (0<<0);

//AHP总线同步，禁止中断,全速传输（BIT27）,软件触发（BIT23）

REG_DCON0 = (1<<30)|(0<<29)|(0<<28)|(1<<27)|(0<<23)|(0<<20)|(sizeof(dwSrc)<<0);  

//打开通道，软件启动DMA

REG_DMASKTRIG0 = (1<<1) | (1<<0);  

//等待DMA传输完成

while(REG_DSTAT0 != 0);

GPFDAT &= ~((DWORD)1 << 4); //亮第1个灯，表示DMA传输完成

//检验数据

for (i = 0; i < (sizeof(dwSrc) / sizeof(dwSrc[0])); i++)

{

if(dwSrc[i] != dwDst[i])

{

while(1);

}

}

//判断数据传输是否正确

if(i != (sizeof(dwSrc) / sizeof(dwSrc[0])))

{

i = 5;  //传输错误，第2个灯闪烁

}

else

{

i = 6;  //传输正确，第3个灯闪烁

}

while(1)

{

//对应LED闪烁

GPFDAT ^= (DWORD)1 << i;

wait(30000);

}

return 0;

} 

Makefile

objs := head.o init.o main.o

DMA.bin: $(objs)

arm-linux-ld -Ttext 0x0000000 -g -o DMA_elf $^

arm-linux-objcopy -O binary -S DMA_elf $@

arm-linux-objdump -D -m arm DMA_elf > DMA.dis

%.o:%.c

arm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o $@ $<

%.o:%.S

arm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o $@ $<

clean:

rm -f DMA.bin DMA_elf DMA.dis *.o

main函数中定义了两个数组dwSrc和dwDst，它们都是400字节的数组，一开始时dwSrc先赋值为1~400的整数，然后将dwDst清0，接下来配置DMA传输，代码中卡了一个while循环来等待DMA传输完毕，其实在这段时间里CPU可以去做其他的事情，DMA传输完毕后，再去比较dwSrc和dwDst两个数组的数据是否相等来判断DMA是否传输正确，因为没接串口，所以实验是否成功的依据是开发板上3个LED的状态，第1个LED亮代表DMA传输完毕，之后如果第2个LED在闪烁代表传输数据不匹配即传输错误，若是第3个LED在闪烁代表数据匹配DMA传输正确，

执行make命令后将生成的bin文件烧写到开发板的NandFlash中，然后选择Nand启动即可看到正确的现象。

五、实验总结

DMA是CPU的好帮手，可以有效的提高系统性能。