ARM系統中DMA方式在數據采集中的應用
加入技術(shù)交流群
#define XDREQ0_RD_SRC 0x22000000
#define XDREQ0_RD_SRC_CTL BUF_ON_MEM_FIX
//設置DMA操作的源地址為系統總線(xiàn)上的0x22000000且地址固定
#define XDREQO_RD_DST_CTL BUF_ON_MEM
//設置DMA操作的目的地址在系統總線(xiàn)且地址逐次加1
通過(guò)DMA讀取FPGA數據時(shí)必須由操作系統在內存中開(kāi)辟一個(gè)空間做為DMA操作的目的地址。操作系統開(kāi)辟的內存位于虛擬空間.而DMA操作的目的地址必須為物理地址，所以必須進(jìn)行虛擬地址到物理地址的轉換。因此在process_dma()中增加如下代碼設置DMA的目的地址寄存器：
regs->DIDST=virt_to_bus(buf->dma_start)
virt_to_bus()是操作系統提供的虛擬地址到物理地址的轉換函數，buf->dma_start是系統開(kāi)辟的虛擬地址空間的首地址。
另外由接口原理圖可知，S3C2410須向FPGA發(fā)送START信號啟動(dòng)FIFO的讀寫(xiě)和DMA操作。所以系統定義GPB3作為START信號，定義如下：
#define START(GPIO_MODE_OUT | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_B3);
同時(shí)在process_dma()函數中增加如下代碼啟動(dòng)DMA操作：
write_gpio_bit(START,1);
START引腳置為高電平后立即啟動(dòng)FIFO的寫(xiě)操作，同時(shí)也就啟動(dòng)了DMA操作進(jìn)行數據傳輸，當DMA計數器減為0后發(fā)生DMA中斷，并且在中斷處理程序中將START位置0停止FIFO的寫(xiě)操作。
4.3 接口驅動(dòng)的關(guān)鍵代碼
利用系統提供的DMA操作函數，接口驅動(dòng)的設計就顯得比較容易。接口驅動(dòng)屬于字符設備驅動(dòng).重點(diǎn)在初始化和read函數部分。
初始化函數中完成DMA引腳定義、BANK4總線(xiàn)設置、申請DMA通道以及注冊字符設備等。read函數是接口驅動(dòng)的核心。應用程序正是通過(guò)調用read函數來(lái)讀取數據。其核心代碼如下：
fpga_buf_t *b=fpga_buf;
dma_addr_t *buf;
b->size=count;
buf=kmalloc(b->size,GFP_DMA);
s3c2410 dma_queue_buffer(b->dma_ch,(void*)b,buf,b->size,DMA_BUF_RD);
if(copy_to_user(buff,buf,b->size))
return -EFAULT;
kfree(buf);
return b->size;
系統調用read函數時(shí)首先通過(guò)kmalloc分配一段虛擬內存空間，并將其指針和DMA通道、傳輸字節數一起通過(guò)s3c2410_dma_queue_buffer()加入DMA隊列.在隊列函數中調用process_dma()函數將
虛擬地址轉換為物理地址并且啟動(dòng)DMA操作。DMA操作完成后退出隊列并調用copy_to_user()將采集到的數據由內核空間拷貝到用戶(hù)空間進(jìn)行后續操作。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/151953.htm
5 測試結果
圖4為邏輯分析儀測得的數據采集時(shí)序圖，A1表示FIFO中寫(xiě)入的數據數量;A2表示ARM采集到的數據;A3(0)表示讀時(shí)鐘CLKOUTO，頻率為101.5 MHz;A3(1)表示片選信號nGCS4;A3(2)為DMA應答信號DACKO，即FIFO的讀請求信號;A3(3)表示FIFO的空信號，即DMA的請求信號DREQO;A3(4)表示FIFO的復位信號，高電平復位，低電平開(kāi)始工作;A3(5)表示FIFO的寫(xiě)時(shí)鐘，頻率為5 MHz;A3(6)表示寫(xiě)請求;A3(7)表示FIFO滿(mǎn)信號。
由測試結果可以看出.DMA操作完全符合時(shí)序要求.一次數據采集所需時(shí)間約為220 ns，系統工作穩定正常。
6 結束語(yǔ)
本文討論了S3C2410微控制器的DMA通道在數據采集中的應用，并通過(guò)與FPGA相配合設計了基于DMA方式的數據采集系統，同時(shí)給出了Linux下設備驅動(dòng)程序的設計思路。文章所設計的數據采集接口具有很強的通用性，可以廣泛用于各種信號量的采集。
評論