基于PSoC3的多通訊接口時(shí)的DMA設計

　　圖3 是DFB 的模塊框圖，典型應用是將某個(gè)片內數據源（例如ADC 或某個(gè)DMA）的數據連接到DFB，經(jīng)DFB 處理后將結果輸出到另一個(gè)片內數據源（例如DAC 或另一個(gè)DMA）。數據的移入和移出可以設定由特定的DMA 控制，也可以由MCU 直接移動(dòng)。

圖3 DFB 結構圖

　　除了可編程的資源之外，PSoC3內部還提供了特定功能的模塊。這些模塊可以不占用模擬，數字可編程以及MCU資源，完成相應的功能。這些模塊包括：

　　·支持高達1MBPS的Can總線(xiàn)控制器，兼容ISO-11898-1標準。

　　·全速USB2.0控制器，支持8個(gè)端點(diǎn)和DMA數據傳輸控制。

　　·支持50k/100k/400k/1M BPS的I2C主/從總線(xiàn)控制器，兼容Philips ‘The I2C Specification’ Version 2.1。

　　·16 Bit專(zhuān)用的定時(shí)，計數和PWM等常用的嵌入式系統模塊。

　　二、 Cypress PSoC®Creator#8482; 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境

　　Cypress PSoC Creator 開(kāi)發(fā)環(huán)境是Cypress 為PSoC3 / PSoC5可編程片上系統提供的高效，易用的繼承開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　該獨特的新型設計軟件使得工程師能夠按照自己的思維方式進(jìn)行設計。使用基于電路圖的方式完成對可編程模擬，數字以及布線(xiàn)資源的設計。該軟件還提供了特有的嵌入式系統的組件庫來(lái)應用其內部的資源，通過(guò)在組件庫中選擇組件并使用基于電路圖的方式可以使得整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程就像搭積木一樣，簡(jiǎn)單高效的實(shí)現工程師的設計。該軟件工具通過(guò)電路綜合可以自動(dòng)的把用戶(hù)的設計轉化成對可編程電路的配置，使得用戶(hù)即使不了解芯片的細節也可以完成復雜的電路設計。使用PSoC Creator進(jìn)行設計的時(shí)候，客戶(hù)是根據應用需求急性設計，而不是目標器件的限制。重新構建設計就像修改程序一樣，不需要復雜的電路板級修改。

　　PSoC Creator將一個(gè)最新的軟件開(kāi)發(fā)IDE與一個(gè)*性的圖形設計編輯器結合在一起，構成一個(gè)獨特的強有力的軟硬件同步設計環(huán)境。它提供內容豐富的、存有幾十個(gè)預先配置過(guò)的模擬和數字外設庫，可以方便地拖放進(jìn)電路圖設計界面并組成強大的系統。該工具還可以自動(dòng)為所有片上信號分配管腳，如有需要，甚至還能將I/O分配到最佳管腳。每個(gè)外設元件的參數均經(jīng)過(guò)仔細的配置，以保證應用效果能最好地滿(mǎn)足設計者的要求，且沒(méi)有資源浪費。構建過(guò)程會(huì )為每一個(gè)元件產(chǎn)生一個(gè)一致的、容易記住的API系列，這樣，軟件開(kāi)發(fā)者即可控制硬件，而無(wú)需為基本執行指令操心。 定制的設計及其相關(guān)的API還可以方便地存儲在庫中，用于將來(lái)的項目或在組織內部分享。

　　PSoC Creator內部包含了全功能免費的編譯器，其獨特的綜合布線(xiàn)工具能夠自動(dòng)綜合客戶(hù)的設計輸入，并生成相應的API。PSoC3的工程采用了工業(yè)界常用的Keil CA51編譯器，而GNU GCC-ARM編譯器也包含其中，能夠針對PSoC5的設計進(jìn)行編譯。在綜合，編譯等完成之后，生成兼容Intel Hex格式的配置文件對芯片進(jìn)行配置。

　　PSoC Creator目前的版本是: PSoC Creator 1.0 Production. 該軟件運行界面如下圖4。

圖4 PSoC Creator 運行界面

　　PSoC Creator提供給用戶(hù)的設計入口如下：

　　● 原理圖編輯器：該編輯器是創(chuàng )建設計的主要工具。支持對設計進(jìn)行原理圖編輯。

　　● 文本編輯器：該工具允許用戶(hù)編輯C,匯編，Verilog, C#等語(yǔ)言代碼。

　　● 設計資源編輯器：該工具用于配置整個(gè)設計的參數，包括電源，編譯開(kāi)關(guān)，調試開(kāi)關(guān)，FLASH保護信息，以及管腳分配等。

　　● 圖標編輯器：允許用戶(hù)創(chuàng )建自己的模塊圖標

　　● 其他工具：

　　- 原理圖宏編輯器：允許用戶(hù)對原理圖設置不同的宏以完成不同的功能。

　　- 原理圖模板編輯器：允許用戶(hù)對原理圖的模板進(jìn)行編輯

　　- 圖標形狀編輯器：允許用戶(hù)在創(chuàng )建模塊以及原理圖中使用自定義的形狀。

　　PSoC Creator在用戶(hù)通過(guò)設計入口完成設計之后，對設計進(jìn)行一系列的處理并完成最終的結果輸出。該工具的對工程的構建過(guò)程如圖5所示。

圖5 PSoC Creator工程構建過(guò)程

　　從圖5中可以看出，工程構建過(guò)程包括以下步驟：

　　·通過(guò)設計輸入接口完成設計

　　·綜合器完成對電路圖的綜合，并進(jìn)行布局，布線(xiàn)，映射等工作

　　·代碼生成器生成對應電路的API控制接口

　　·構建器準備設計源文件，讀取構建數據庫，獲得構建配置，庫文件等信息

　　·編譯器完成編譯，鏈接器對生成的文件進(jìn)行鏈接

　　·輸出配置Hex文件。

　　三、 Cypress PSoC3應用于多通訊接口的DMA設計

　　DMA是PSoC3中用于處理快速數據搬運的模塊。DMA的控制器可以在不需要CPU干預的情況下處理數據的傳輸。通過(guò)DMA處理數據傳輸可以有效地降低CPU的負擔，同時(shí)也能夠提高數據傳輸的時(shí)間。PSoC3內置的DMA可以完成四種基本的數據傳輸：

　　·內存到內存

　　·內存到外設

　　·外設到內存

　　·外設到外設

　　PSoC3中，采用PHUB來(lái)連接各個(gè)內部設備。DMA和CPU都需要使用PHUB來(lái)完成數據傳輸。PHUB上的兩個(gè)主設備分別是DMA和CPU，而從設備是內存，外設以及控制和配置寄存器。PSoC3支持多個(gè)DMA的通道，DMA主控制器對通道的請求按照優(yōu)先級進(jìn)行仲裁。單個(gè)DMA的通道可以傳輸高達64KB的數據。

　　PSoC3的DMA控制器支持如下特性：

　　·支持24個(gè)DMA通道

　　·8優(yōu)先級判決

　　·128個(gè)事務(wù)描述符

　　8/16/32 位的數據傳輸

　　·完全可配置的源和目標地址

　　·兼容不同數端

　　·在完成數據傳輸之后能夠生成中斷

　　·DMA 向導能夠加速基于DMA 的開(kāi)發(fā)

　　·DMA 事務(wù)可以有可編程數字邏輯或者CPU 觸發(fā)

　　·支持多個(gè)DMA 通道和描述符的級聯(lián)以完成復雜的功能。

　　3.1 在PSoC Creator 中使用DMA

　　PSoC Creator 做為PSoC3 和PSoC5 開(kāi)發(fā)的設計工具，其內部集成了DMA 模塊來(lái)配置DMA 和生成相關(guān)的控制代碼，同時(shí)提供的DMA 向導實(shí)現了圖形化操作界面。

　　DMA 模塊位于組件窗口的System 目錄下，如圖所示。

圖6 DMA 模塊位置