ARM中基于DMA的高效UART通訊及其應用
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在以S3C44B0X為核心組成的移動(dòng)機器人中，采用3路PWM定時(shí)器驅動(dòng)3個(gè)直流電機，通用的GPIO口和A/D口連接外部的紅外和超聲以及激光傳感器，使用UART0完成與上位機（PC）的數據交換，這些數據是單向的（從上位機發(fā)送給S3c44b0x），主要是上位機傳給機器人控制器的各種命令信息，但是命令信息的發(fā)送時(shí)間上是不具有規律性的，即間隔時(shí)間不定。為了充分的利用CPU，減少數據丟失的風(fēng)險，我們利用UART的DMA模式來(lái)完成數據的接收。軟件部分主要是針對具體的應用，對DMA控制器以及UART作適當的初始化。UART的初始化比較簡(jiǎn)單，主要是通訊數據格式、波特率等的設置，這些與其他控制器相同，只要設置相關(guān)的寄存器即可。注意UART設置成不使用自動(dòng)流控制，不使用紅外線(xiàn)傳輸模式，關(guān)鍵要注意UART0設置成DMA模式而不是中斷模式，并且要使能FIFO緩沖區（根據需要，使用16字節的接收緩沖區），這樣在接收緩沖區滿(mǎn)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生DMA請求而不是中斷請求。限于篇幅，具體的寄存器定義以及串行口的初始化不做詳悉介紹，可以參考文獻[1][2]。
DMA控制器的初始化也比較簡(jiǎn)單，主要是相關(guān)寄存器的設置。與BDMA0相關(guān)的在本系統中用到的寄存器以及相關(guān)定義見(jiàn)表1，具體寄存器的名稱(chēng)定義以及物理地址見(jiàn)參考文獻[1][2]。
表1 S3c44b0x的BDMA相關(guān)寄存器的定義
在初始化時(shí)要正確設置目標（緩沖區的）首地址、數據傳輸的方向、源寄存器的首地址、地址指針是否遞增以及遞增方向、DMA計數器等等。相關(guān)代碼以及注釋如下：
#define RAM_ADDRESS 0xc200000 //定義接收數據的緩沖區，根據硬件而定。在我們的系統中擴展的SDRAM 存儲空間從0x0C00000~0x0C7fffff，占用S3c44b0x的bank 6。
#define size 16 //定義DMA的計數器，根據需要設定，可以選擇的選項是４、８、２和16
char *Buf;
Buf=(unsigned char*) RAM_ADDRESS; //指針指向起始地址
BDISRC0=(1128)+(int)(rURxH0); /*以字節為單位傳送；因為DMA操作時(shí)是將UART的寄存器中的數據讀出放置到設定的緩沖區，所以源寄存器的地址應該是固定到；UART的接收保存寄存器rURxH0，同時(shí)位[29:28]應該設置成 0b11。*/
BDIDES0=(1030)+(0128)+ Buf); /*傳輸方向模式設定為從內部設備（UART口）到外部存儲器(SDRAM)，目標存儲器(SDRAM)使用地址遞增的方向，將數據順次放置到緩沖區中*/
BDICNT0=(1030)+(126)+(322)+(121)+(0 lt;20)+size;/*設置UART0使用BDMA0通道，在DMA計數到0時(shí)自動(dòng)重載和自動(dòng)啟動(dòng)，計數結束產(chǎn)生中斷，每次DMA操作移動(dòng) 16字節數據到設定地緩沖區*/
BDICNT0 |= (120);//使能DMA
BDCON0 = 0x02;//允許外部DMA請求
數據接收：這一部分工作由初始化好后的DMA控制器依靠硬件來(lái)完成。接收數據不定時(shí)，初始化UART0的接收緩沖區為16字節，當接收緩沖區滿(mǎn)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生DMA請求，然后在DMA控制器的控制下，將UART的接收FIFO中的16字節的數據轉移到指定的緩沖區中（SRAM）,當數據轉移完畢（DMA 計數到0）后，要做兩件事情：一是自動(dòng)重載和自動(dòng)啟動(dòng)，即自動(dòng)重新設置好目標（緩沖區）首地址和源地址（UART接收寄存器）以及DMA計數器，準備好下次DMA請求；另外產(chǎn)生DMA中斷。DMA中斷服務(wù)程序要做的工作很簡(jiǎn)單，只要對全局標志RECEIVE_FLAG置位，通知主程序有新的命令需要處理。這樣主程序可以直接處理RAM中的數據，而不需要花費時(shí)間去讀取UART的接收緩沖區。
數據處理：當主程序通過(guò)查詢(xún)全局標志RECEIVE_FLAG，如果為1，則知道有新的命令，可以直接讀取命令緩沖區，同時(shí)對RECEIVE_FLAG清零。然后按照一定的算法對接收的數據做出解析，這部分內容不做重點(diǎn)討論。
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