Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access, DMA) используется для быстрой передачи данных между периферийными устройствами микроконтроллера и памятью (периферия-память) и между областями памяти (память-память). Данные можно быстро перемещать под управлением DMA, не нагружая этой операцией CPU, что освобождает его для других полезных действий (выполнение кода). Непонятные термины и сокращения см. в Словарике [3].
В контроллере DMA скомбинирована мощная архитектура двойной master-шины AHB с независимым стеком FIFO, чтобы оптимизировать полосу пропускания системы, на основе комплексной матричной архитектуры шины.
Два контроллера DMA всего поддерживают 16 потоков (8 для каждого контроллера), каждый предназначен для обработки доступа к памяти от одного или большего количества периферийных устройств. Каждый поток может иметь всего до 8 каналов (запросов). И у каждого есть арбитр для обработки приоритета между запросами DMA.
[Функции DMA]
• Архитектура с двойной master-шиной AHB, одна для доступа к памяти, другая для доступа к периферийным устройства микроконтроллера.
• Интерфейс программирования AHB slave, поддерживающий только 32-битный доступ.
• 8 потоков (stream) для каждого контроллера DMA, обрабатывающих до 8 каналов (запросов) на поток.
• Буферы памяти FIFO глубиной 32 ячейки на поток, которые можно использовать в режиме FIFO или direct-режиме:
– FIFO-режим: с программно выбираемым порогом: 1/4, 1/2 или 3/4 от размера FIFO. – Direct-режим. Каждый запрос DMA немедленно инициирует передачу из памяти или в память. Когда сконфигурирован direct-режим (FIFO запрещен) для передачи данных память-периферия, DMA предварительно загружает только одну порцию информации из памяти во внутренний FIFO, чтобы обеспечить немедленную передачу данных, как только запрос DMA инициируется периферийным устройством.
• Каждый поток может быть сконфигурирован аппаратурой, чтобы представлять собой:
– regular-канал, который поддерживает передачи периферия-память, память-периферия и память-память. – канал с двойным буферизированием, который также поддерживает двойную буферизацию на стороне памяти.
• Каждый из 8 потоков соединен с выделенными аппаратными каналами DMA (запросами).
• Приоритеты между запросами потока DMA выбираются программно (по 4 уровням very high, high, medium, low), или аппаратно в случае эквивалентного уровня приоритета (запрос 0 имеет приоритет перед запросом 1, и так далее).
• Каждый поток также поддерживает программный триггер (инициатор) для передач память-память (это доступно только для контроллера DMA2).
• Может быть выбран каждый запрос на потоке, всего может быть до 8 запросов канала. Этот выбор конфигурируется программно, и позволяет нескольким периферийным устройствам инициировать запросы DMA.
• Количеством передаваемых элементов данных можно управлять либо от контроллера DMA, либо от периферийного устройства:
– Управление потоком DMA: количество передаваемых элементов данных выбирается программно в диапазоне 1 .. 65535. – Управление потоком от периферийного устройства: количество передаваемых элементов данных неизвестно, и управляется от источника или от периферийного устройства, который аппаратно сигнализирует об окончании передачи.
• Независимая ширина передачи источника и места назначения (байт, полуслово, слово): когда ширина данных источника и места назначения не одинаковые, DMA автоматически упаковывает/распаковывает необходимые передачи, чтобы оптимизировать полосу пропускания. Эта функция доступна только в режиме FIFO.
• Адресация с инкрементом или без инкремента для источника и места назначения данных.
• Поддерживаются инкрементальные burst-передачи 4, 8 или 16 битов. Размер burst конфигурируется программно, обычно для половины размера FIFO периферийного устройства.
• Каждый поток поддерживает управление кольцевым буфером.
• 5 флагов событий (DMA Half Transfer, DMA Transfer complete, DMA Transfer Error, DMA FIFO Error, Direct Mode Error) обычно соединяемых операцией ИЛИ для генерации одного запроса прерывания для каждого потока.
[Функциональное описание DMA]
Рис. 32. Блок-схема DMA.
Контроллер DMA выполняет прямые передачи по памяти: как AHB master он берет управление матрицей шины AHB для инициализации транзакций AHB. Он может выполнять следующие транзакции:
Контроллер DMA предоставляет два master-порта AHB: порт памяти AHB, предназначенный для подключения к областям памяти и порт периферии AHB, предназначенный для подключения к периферийным устройствам микроконтроллера. Однако, чтобы реализовать передачи память-память, порт периферии AHB также должен иметь доступ к областям памяти.
AHB slave-порт используется для программирования контроллера DMA (он поддерживает только 32-битный доступ).
Рис. 33. Реализация системы двух контроллеров DMA (STM32F405xx/07xx и STM32F415xx/17xx).
Рис. 34. Реализация системы двух контроллеров DMA (STM32F42xxx и STM32F43xxx).
Примечание: AHB порт периферии контроллера DMA1 не подключен к матрице шины, как контроллер DMA2. В результате только потоки DMA2 могут выполнять передачи память-память.
Транзакции DMA. Транзакция состоит из последовательности указанного количества передач данных. Количество передаваемых элементов данных и их ширина (8, 16 или 32 бит) выбирается программно.
Каждая передача DMA состоит из трех операций:
• Загрузка из регистра данных периферии или ячейки памяти, адресованных регистрами DMA_SxPAR или DMA_SxM0AR. • Сохранение данных, загруженных из регистра данных периферии или ячейки памяти, адресованных регистрами DMA_SxPAR или DMA_SxM0AR. • Пост-декремент регистра DMA_SxNDTR, который содержит количество транзакций, которые еще должны быть выполнены.
После события периферия отправляет сигнал запроса контроллеру DMA. Контроллер DMA обрабатывает запрос в зависимости от приоритетов канала. Как только контроллер DMA осуществил доступ к периферийному устройству, контроллером DMA отправляется сигнал подтверждения (Acknowledge). Периферийное устройство снимает свой запрос, как только получит сигнал Acknowledge от контроллера DMA. Как только запрос снят периферией, контроллер DMA освобождает сигнал Acknowledge. Если больше нет запросов, периферия может инициировать следующую транзакцию.
Выбор канала. Каждый поток может быть ассоциирован с запросом DMA, с выбором до 8 возможных запросов канала. Выбор управляется битами CHSEL[2:0] регистра DMA_SxCR.
Рис. 35. Выбор канала.
8 запросов от периферийных устройств (TIM, ADC, SPI, I2C и т. д.) независимо подключаются к каждому каналу, и их соединение зависит от реализации продукта. См. следующие таблицы для примеров отображений запросов DMA.
Таблица 42. Отображение запроса DMA1.
Запросы периферии
Поток 0
Поток 1
Поток 2
Поток 3
Поток 4
Поток 5
Поток 6
Поток 7
Канал 0
SPI3_RX
-
SPI3_RX
SPI2_RX
SPI2_TX
SPI3_TX
-
SPI3_TX
Канал 1
I2C1_RX
-
TIM7_UP
-
TIM7_UP
I2C1_RX
I2C1_TX
I2C1_TX
Канал 2
TIM4_CH1
-
I2S3_EXT_RX
TIM4_CH2
I2S2_EXT_TX
I2S3_EXT_TX
TIM4_UP
TIM4_CH3
Канал 3
I2S3_EXT_RX
TIM2_UP TIM2_CH3
I2C3_RX
I2S2_EXT_RX
I2C3_TX
TIM2_CH1
TIM2_CH2 TIM2_CH4
TIM2_UP TIM2_CH4
Канал 4
UART5_RX
USART3_RX
UART4_RX
USART3_TX
UART4_TX
USART2_RX
USART2_TX
UART5_TX
Канал 5
UART8_TX(1)
UART7_TX(1)
TIM3_CH4 TIM3_UP
UART7_RX(1)
TIM3_CH1 TIM3_TRIG
TIM3_CH2
UART8_RX(1)
TIM3_CH3
Канал 6
TIM5_CH3 TIM5_UP
TIM5_CH4 TIM5_TRIG
TIM5_CH1
TIM5_CH4 TIM5_TRIG
TIM5_CH2
-
TIM5_UP
-
Канал 7
-
TIM6_UP
I2C2_RX
I2C2_RX
USART3_TX
DAC1
DAC2
I2C2_TX
Примечание (1): эти запросы доступны только на STM32F42xxx и STM32F43xxx.
Таблица 43. Отображение запроса DMA2.
Запросы периферии
Поток 0
Поток 1
Поток 2
Поток 3
Поток 4
Поток 5
Поток 6
Поток 7
Канал 0
ADC1
SAI1_A(1)
TIM8_CH1 TIM8_CH2 TIM8_CH3
SAI1_A(1)
ADC1
SAI1_B(1)
TIM1_CH1 TIM1_CH2 TIM1_CH3
-
Канал 1
-
DCMI
ADC2
ADC2
SAI1_B(1)
SPI6_TX(1)
SPI6_RX(1)
DCMI
Канал 2
ADC3
ADC3
-
SPI5_RX(1)
SPI5_TX(1)
CRYP_OUT
CRYP_IN
HASH_IN
Канал 3
SPI1_RX
-
SPI1_RX
SPI1_TX
-
SPI1_TX
-
-
Канал 4
SPI4_RX(1)
SPI4_TX(1)
USART1_RX
SDIO
-
USART1_RX
SDIO
USART1_TX
Канал 5
-
USART6_RX
USART6_RX
SPI4_RX(1)
SPI4_TX(1)
-
USART6_TX
USART6_TX
Канал 6
TIM1_TRIG
TIM1_CH1
TIM1_CH2
TIM1_CH1
TIM1_CH4 TIM1_TRIG TIM1_COM
TIM1_UP
TIM1_CH3
-
Канал 7
-
TIM8_UP
TIM8_CH1
TIM8_CH2
TIM8_CH3
SPI5_RX(1)
SPI5_TX(1)
TIM8_CH4 TIM8_TRIG TIM8_COM
Примечание (1): эти запросы доступны только на STM32F42xxx и STM32F43xxx.
Арбитр. Арбитр управляет 8-ю запросами потока DMA, основываясь на их приоритете для каждого из двух master-портов AHB (порта памяти и порта периферии), и запускает последовательности доступа периферии/памяти.
Приоритеты обслуживаются в двух стадиях:
• Программно: приоритет каждого потока может быть сконфигурирован регистром DMA_SxCR. Имеется 4 уровня приоритета:
– Very high – High – Medium – Low
• Аппаратно: если у двух запросов одинаковый уровень программного приоритета, то поток с меньшим номером получает приоритет над потоком с большим номером. Например, у Stream 2 приоритет выше, чем у Stream 4.
Потоки DMA. Каждый из 8 потоков контроллера DMA предоставляет однонаправленную передачу между источником (source) и местом назначения (destination) данных.
Каждый поток можно сконфигурировать для выполнения:
• Обычных транзакций: память-периферия, периферия-память и память-память. • Транзакций с двойной буферизацией: передачи используют два указателя на память для памяти (в то время как DMA читает/записывает из одного буфера или в него, приложение может записывать/читать в другой буфер или из него).
Количество передаваемых данных (до 65535) программируется, и связано с шириной источника периферии, которая запрашивает передачу DMA, подключенную к AHB порту периферии. Регистр, который содержит количество передаваемых элементов данных, декрементируется после каждой транзакции.
Источник, место назначения и режимы передачи. И источник (source), и место назначения (destination) передачи может адресовать периферийные устройства и области памяти во всем адресном пространстве 4 гигабайта, по адресам от 0x00000000 до 0xFFFFFFFF.
Направление передач конфигурируется битами DIR[1:0] регистра DMA_SxCR: память-периферия, периферия-память или память-память. Таблица 44 показывает регистры, соответствующие адресу источника (source) и адресу места назначения (destination) данных.
Таблица 44. Адреса источника и места назначения данных и destination.
DIR[1:0](1)
Направление
Адрес источника
Адрес назначения
00
Периферия - память
DMA_SxPAR
DMA_SxM0AR
01
Память - периферия
DMA_SxM0AR
DMA_SxPAR
10
Память - память
DMA_SxPAR
DMA_SxM0AR
11
зарезервировано
-
-
Примечание (1): DIR[1:0] это поле бит направления данных в регистре DMA_SxCR.
Когда ширина данных (программируемая полем бит PSIZE или MSIZE регистра DMA_SxCR) составляет половину слова (16 бит) или слово (32 бита) соответственно, то адрес периферии или адрес памяти, записанный в регистры DMA_SxPAR или DMA_SxM0AR/DMA_SxM1AR, должен быть выровнен на адрес полуслова или слова соответственно.
Рис. 36. Режим перемещения данных из периферийного устройства в память.
Примечание (1): для режима двойной буферизации.
Режим FIFO. Когда разрешается этот режим (установкой бита EN в регистре DMA_SxCR), то каждый раз, когда возникает запрос от периферии, поток инициирует передачу из источника для заполнения FIFO.
Когда был достигнут порог заполнения FIFO, содержимое FIFO сливается и сохраняется по месту назначения.
Передача останавливается, как только содержимое регистра DMA_SxNDTR достигает нуля, когда периферийное устройство запрашивает конец передач (в случае управления потоком от периферии), или когда бит EN регистра DMA_SxCR сброшен кодом программы.
Режим Direct. В direct-режиме (когда значение DMDIS в регистре DMA_SxFCR равен 0’), уровень порога заполнения FIFO не используется: после каждого одиночного запроса данных из периферии в FIFO, соответствующие данные немедленно сливаются в место назначения.
Поток имеет доступ к порту источника AHB или порту назначения только в случае выигрыша арбитража. Этот арбитраж обслуживается на основе приоритета, определенного для каждого потока битами PL[1:0] регистра DMA_SxCR.
Рис. 37. Режим перемещения данных из памяти в периферийное устройство.
Примечание (1): для режима двойной буферизации.
Режим FIFO. Когда разрешается этот режим (установкой бита EN в регистре DMA_SxCR), то поток немедленно инициирует передачу из источника до полного заполнения FIFO.
Каждый раз, когда возникает запрос периферийного устройства, содержимое FIFO сливается и сохраняется по месту назначения. Когда уровень заполнения FIFO становится меньше или равным предварительно заданному порогу, FIFO полностью перезагружается данными из памяти.
Передача останавливается, как только регистр DMA_SxNDTR достигает 0, когда периферия запрашивает конец передач (в случае управления потоком со стороны периферии) или когда бит EN в регистре DMA_SxCR очищается программой.
Режим Direct. В этом режиме (когда значение DMDIS в регистре DMA_SxFCR равно 0), уровень порога заполнения FIFO не используется. Как только поток разрешен, DMA предварительно загружает первые данные для передачи во внутренний FIFO. Как только периферия запросит передачу данных, DMA передает эту предварительно загруженную величину в сконфигурированное место назначения. Затем DMA снова загружает в пустой внутренний FIFO следующие данные для передачиr. Размер предварительно загруженных данных соответствует значению поля бит PSIZE регистра DMA_SxCR.
Поток имеет доступ к порту источника AHB или порту назначения только в случае выигрыша арбитража. Этот арбитраж обслуживается на основе приоритета, определенного для каждого потока битами PL[1:0] регистра DMA_SxCR.
Каналы DMA также работают без инициации по запросу от периферийного устройства. Это режим память-память, показанный на рис. 38.
Рис. 38. Режим перемещения данных между областями памяти.
Примечание (1): для режима двойной буферизации.
Когда поток разрешен установкой бита EN в регистре DMA_SxCR, поток немедленно начинает заполнять FIFO до установленного порога заполнения. Когда этот порог достигнут, содержимое FIFO сливается и сохраняется по месту назначения.
Передача останавливается, как только регистр DMA_SxNDTR достигает 0, или когда бит EN в регистре DMA_SxCR очищается программой.
Поток имеет доступ к порту источника AHB или порту назначения только в случае выигрыша арбитража. Этот арбитраж обслуживается на основе приоритета, определенного для каждого потока битами PL[1:0] регистра DMA_SxCR.
Примечание: используется режим память-память, режимы circular и direct не дозволяются. Только контроллер DMA2 может выполнять передачи память-память.
Инкремент указателя. Указатели на периферию и память могут опционально автоматически инкрементироваться после транзакции (post-increment) или оставаться постоянными после каждой передачи, в зависимости от бит PINC и MINC регистра DMA_SxCR.
Запрет режима инкремента полезен, когда данные источника периферии или данные назначения находятся в одном регистре.
Если режим инкремента разрешен, то следующая передача будет использовать предыдущий адрес, инкрементированный на 1 (для байт), 2 (для полуслов) или 4 (для слов) в зависимости от данных, запрограммированных в битах PSIZE или MSIZE регистра DMA_SxCR.
Чтобы оптимизировать операцию упаковки, можно фиксировать размер смещения приращения для периферийного адреса независимо от размера данных, передаваемых по периферийному порту AHB. Бит PINCOS в регистре DMA_SxCR используется для выравнивания размера смещения приращения на размер данных периферийного порта AHB, или нв 32-битный адрес (тогда адрес инкрементируется на 4). Бит PINCOS влияет только на периферийный порт AHB.
Если бит PINCOS установлен, адрес следующей передачи это адрес предыдущей передачи, инкрементированный на 4 (автоматически выровненный на 32-битный адрес), независимо от размера PSIZE. Однако на порт памяти AHB эта операция не влияет.
Режим кольцевого буфера (circular mode). Этот режим режим доступен для обработки кольцевых (circular) буферов и непрерывных потоков данных (например, режим сканирования ADC). Эта функция может быть разрешена с помощью бита CIRC в регистре DMA_SxCR.
Когда активен circular-режим, количество элементов данных для передачи перезагружается начальным значением, программируемым во время фазы конфигурации потока, и запросы DMA продолжают обрабатываться.
Примечание: в circular-режиме важно следовать следующему правилу в случае burst-режима, сконфигурированного для памяти:
DMA_SxNDTR = значение, нацело делящееся на ((Mburst beat) x (Msize)/(Psize)), где:
– (Mburst beat) = 4, 8 или 16 (в зависимости от бит MBURST в регистре DMA_SxCR) – ((Msize)/(Psize)) = 1, 2, 4, 1/2 или 1/4 (Msize и Psize представлены битами MSIZE и PSIZE в регистре DMA_SxCR. Они зависят от байтов) – DMA_SxNDTR = количество элементов данных для передаче на порту периферии AHB.
Например: Mburst beat = 8 (INCR8), MSIZE = ‘00’ (байт) и PSIZE = 01 (полуслово), в этом случае DMA_SxNDTR должно нацело делиться на (8 x 1/2 = 4).
Если не следовать этой формуле, то корректное поведение DMA и целостность данных не гарантируется.
NDTR также должно нацело делиться на размер пакета периферии (peripheral burst size), умноженный на размер данных периферии, иначе это приведет к неправильной работе DMA.
Режим двойного буфера. Этот режим доступен для всех потоков DMA1 и DMA2. Режим двойного буфера разрешается установкой бита DBM в регистре DMA_SxCR.
Поток двойного буфера работает как обычный поток (с одним буфером) с тем отличием, что здесь есть два указателя на память. Когда разрешен режим двойного буфера, автоматически разрешается кольцевой режим (бит CIRC в регистре DMA_SxCR не имеет значения) и на каждом завершении транзакции указатели на память переключаются (меняются местами).
В этом режиме контроллер DMA переключается от одной цели в памяти к другой по окончании транзакции DMA. Это дает возможность обрабатывать программе один буфер, пока другой буфер заполняется (или считывается, в зависимости от направления транзакции) передачей DMA. Поток двойного буфера может работать в двух направлениях (память может быть либо источником, либо местом назначения данных), как это описано в таблице 45 ниже.
Примечание: когда поток разрешен, в режиме двойного буфера можно обновлять базовый адрес для порта памяти AHB на лету (DMA_SxM0AR или DMA_SxM1AR), если выполнять следующие условия:
• Когда бит CT равен 0 в регистре DMA_SxCR, можно записывать регистр DMA_SxM1AR. Попытка записать в этот регистр, когда CT = 1, установит флаг ошибки (TEIF), и поток будет автоматически запрещен. • Когда бит CT равен 1 в регистре DMA_SxCR, можно записывать регистр DMA_SxM0AR. Попытка записать в этот регистр, когда CT = 0, установит флаг ошибки (TEIF), и поток будет автоматически запрещен.
Чтобы избежать ситуации ошибки, рекомендуется менять базовый адрес, как только был выставлен флаг TCIF, потому что в этот момент целевой адрес должен поменяться от области памяти 0 на область памяти 1, или от 1 на 0, в зависимости от значения бита CT регистра DMA_SxCR. Само собой, изменение базового адреса должно выполняться с соблюдением двух вышеупомянутых условий.
Для всех других режимов (кроме режима двойного буфера), регистры адреса памяти защищены от записи, пока разрешен поток DMA.
Таблица 45. Регистры адреса источника (source) и места назначения (destination) данных в режиме двойного буфера (DBM=1).
DIR[1:0](1)
Направление
Адрес источника
Адрес назначения
00
Периферия - память
DMA_SxPAR
DMA_SxM0AR / DMA_SxM1AR
01
Память - периферия
DMA_SxM0AR / DMA_SxM1AR
DMA_SxPAR
10
Не допускается(2)
11
зарезервировано
-
-
Примечания:
(1) DIR[1:0] это поле бит направления данных в регистре DMA_SxCR. (2) Когда разрешен режим двойного буфера, автоматически разрешается circular режим. Поскольку режим память-память не совместим с режимом circular, то когда разрешен режим двойного буфера, нельзя конфигурировать режим память-память.
Программируемая ширина данных, упаковка/распаковка, порядок следования байт (endianess). Количество элементов данных для передачи должно быть запрограммировано в DMA_SxNDTR (количество элементов данных передачи, number of data items to transfer, NDT) перед тем, как разрешать поток (кроме ситуации, когда потоком управляет периферийное устройство, установлен бит PFCTRL в регистре DMA_SxCR).
Когда используется внутренний FIFO, ширина данных источника и места назначения программируется битовыми полями PSIZE и MSIZE регистра DMA_SxCR (ширина может быть 8, 16 или 32 бита).
Когда PSIZE и MSIZE не равны:
• Ширина данных количества передаваемых элементов, сконфигурированных в регистре DMA_SxNDTR, равна ширине периферийной шины (сконфигурированной битами PSIZE в регистре DMA_SxCR). Например, в случае передач периферия-память, память-периферия или память-память, и если биты PSIZE[1:0] сконфигурированы для полуслова, количество передаваемых байт равно 2 x NDT. • Контроллер DMA копирует только с little-endian адресацией для источника и места назначения данных. Это описано в таблице 46 ниже.
Таблица 46. Поведение упаковки/распаковки и endian (бит PINC = MINC = 1).
Примечание: порт периферии может быть источником или местом назначения данных (он также может быть источником в памяти в случае передачи память-память).
Эта процедура упаковки/распаковки может вводить риск повреждения данных, когда операция была прервана до полной упаковки/распаковки. Таким образом, чтобы гарантировать когерентность данных, поток может быть сконфигурирован для burst-передач: в этом случае, каждая группа передач, принадлежащая burst, является неделимой (см. далее секцию "Передачи single и burst").
В direct-режиме (DMDIS = 0 в регистре DMA_SxFCR), упаковка/распаковка данных невозможна. В этом случае не дозволяется иметь разную ширину данных для источника и места назначения: обе ширины одинаковые, и ширина определяется битами PSIZE регистра DMA_SxCR (биты MSIZE не имеют значения).
Поля PSIZE, MSIZE и NDT[15:0] должны конфигурироваться так, чтобы гарантировать, что последняя передача не была незавершенной. Это может произойти, когда ширина данных порта периферии (биты PSIZE) меньше, чем ширина данных порта памяти (биты MSIZE). Это ограничение обобщено в таблице 47.
Таблица 47. Ограничение на NDT по отношению к PSIZE и MSIZE.
PSIZE[1:0] регистра DMA_SxCR
MSIZE[1:0] регистра DMA_SxCR
NDT[15:0] регистра DMA_SxNDTR
00 (8 бит)
01 (16 бит)
Должно нацело делиться на 2
00 (8 бит)
10 (32 бита)
Должно нацело делиться на 4
01 (16 бит)
10 (32 бита)
Должно нацело делиться на 2
Передачи single и burst. Контроллер DMA может генерировать одиночные передачи (single transfer) или инкрементальные burst-передачи 4, 8 или 16 beat-пакетов.
Размер burst конфигурируется программой независимо для двух портов AHB путем использования бит MBURST[1:0] и PBURST[1:0] регистра DMA_SxCR.
Размер burst показывает количество beat-ов в burst, а не количество передаваемых байт.
Чтобы гарантировать когерентность данных, каждая группа передач, которая формирует burst, является неделимой: передачи AHB блокируются и арбитр матрицы шины AHB не дает оказывать влияния на DMA master во время последовательности burst-передачи.
В зависимости от конфигурации single или burst, каждый запрос DMA инициирует разное количество передач на порту периферии AHB:
• Когда порт периферии AHB сконфигурирован для single передач, каждый запрос DMA генерирует передачу данных байта, полуслова или слова, в зависимости от бит PSIZE[1:0] в регистре DMA_SxCR. • Когда порт периферии AHB сконфигурирован для burst, каждый запрос DMA генерирует 4, 8 или 16 передач beat-пакетов байт, полуслов или слов, в зависимости от бит PBURST[1:0] и PSIZE[1:0] в регистре DMA_SxCR.
То же самое, что было упомянуто выше, должно учитываться и для порта памяти AHB с битами MBURST и MSIZE.
В direct-режиме поток может генерировать только single-передачи и биты MBURST[1:0] и PBURST[1:0] принудительно устанавливаются аппаратно.
Указатели адреса (регистры DMA_SxPAR или DMA_SxM0AR) должны быть выбраны так, чтобы гарантировать, что все передачи в burst-блоке выравнены на границу, равную размеру передачи.
Конфигурация burst должна быть выбрана, чтобы соответствовать протоколу AHB, где пакеты burst не должны пересекать границы адреса 1 килобайт, потому что минимальное адресное пространство, которое можно выделить для single slave, составляет 1 килобайт. Это означает, что граница адреса 1 килобайт не должна пересекаться burst-передачей блока, иначе будет сгенерирована ошибка AHB, о которой не сообщается регистрами DMA.
FIFO используется для временного хранения данных, поступающих от источника, перед их передачей в место назначения.
У каждого потока есть FIFO глубиной 4 слова, и программно конфигурируемый уровень порога заполнения между 1/4, 1/2, 3/4 или полным заполнением.
Чтобы разрешить использование уровня порога FIFO, должен быть запрещен direct-режим установкой бита DMDIS в регистре DMA_SxFCR.
Структура FIFO может быть разной, в зависимости от ширины данных источника и места назначения, что показано на рис. 39.
Рис. 39. Структура FIFO.
[Порог FIFO и конфигурация burst]
Следует с осторожностью выбирать порог FIFO (значение поля бит FTH[1:0] в регистре DMA_SxFCR) и размер memory burst (поле бит MBURST[1:0] регистра DMA_SxCR): содержимое, на которое указывает порог FIFO, должно точно соответствовать целому числу передач memory burst. Если это не выполняется, то при разрешенном потоке будет генерироваться ошибка FIFO (флаг FEIFx в регистре DMA_HISR или DMA_LISR), после чего поток будет автоматически запрещен. Разрешенные и запрещенные конфигурации описаны в таблице 48.
Таблица 48. Конфигурации порога FIFO.
MSIZE
Уровень заполнения FIFO
MBURST = INCR4
MBURST = INCR8
MBURST = INCR16
Байт
1/4
1 burst из 4 порций
запрещено
запрещено
1/2
2 burst из 4 порций
1 burst из 8 порций
3/4
3 burst из 4 порций
запрещено
Полностью
4 burst из 4 порций
2 burst из 8 порций
1 burst из 16 порций
Полуслово
1/4
запрещено
запрещено
запрещено
1/2
1 burst из 4 порций
3/4
запрещено
Полностью
2 burst из 4 порций
1 burst из 8 порций
Слово
1/4
запрещено
запрещено
1/2
3/4
Полностью
1 burst из 4 порций
Во всех случаях размер burst, умноженный на размер данных, не должен превышать размера FIFO. Размер данных может быть: 1 (байт), 2 (полуслово) или 4 (слово).
Может произойти незавершенная пакетная передача (Incomplete Burst) по окончании передачи DMA, если будут присутствовать следующие условия:
• Для конфигурации порта периферии AHB: общее количество элементов данных (установленное в регистре DMA_SxNDTR) не делится нацело на размер burst, умноженный на размер данных. • Для конфигурации порта памяти AHB: количество оставшихся элементов данных в FIFO для передачи в память не делится нацело на размер burst, умноженный на размер данных.
В таких случаях оставшиеся для передачи данные будут обслуживаться DMS в single-режиме, даже если была запрошена burst-транзакция во время конфигурации потока DMA.
Примечание: когда burst-передачи запрашиваются на порту периферии AHB, и используется FIFO (DMDIS = 1 в регистре DMA_SxCR), важно соблюдать следующее правило, чтобы избежать постоянных событий недогрузки (underrun) или переполнения (overrun) в зависимости от направления потока DMA:
Если (PBURST x PSIZE) = FIFO_SIZE (4 слова), то FIFO_Threshold = 3/4 запрещен при PSIZE = 1, 2 или 4, и PBURST = 4, 8 или 16.
Это правило гарантирует достаточное свободное пространство FIFO во момент обслуживания запроса от периферийного устройства.
[FIFO flush]
Когда поток запрещен сбросом бита EN в регистре DMA_SxCR, содержимое FIFO может быть сброшено (flush), и когда поток конфигурируется для поддержки передач периферия-память или память-память: если некоторые данные присутствуют в FIFO когда поток запрещен, то контроллер DMA продолжает передавать оставшиеся данных в место назначения (даже если поток фактически запрещен). Это и есть сброс данных буфера FIFO, flush. Когда сброс данных завершится, установится бит завершения передачи TCIFx в регистре DMA_LISR или DMA_HISR.
Счетчик оставшихся данных DMA_SxNDTR в этом случае сохранит свое значение, чтобы показать, сколько еще элементов данных доступно в памяти места назначения.
Обратите внимание, что если во время операции FIFO flush количество оставшихся данных в FIFO для передачи в память (в байтах) меньше, чем ширина данных памяти (например, 2 байта в FIFO, хотя MSIZE сконфигурировано для слова), то данные будут отправлены с шириной, установленной в битах MSIZE регистра DMA_SxCR. Это означает, что память будет записана нежелательным значением. Программа может прочитать регистр DMA_SxNDTR, чтобы определить область памяти, которая содержит хорошие данные (начальный адрес и последний адрес).
Если количество оставшихся элементов данных в FIFO меньше, чем размер burst (если биты MBURST в регистре DMA_SxCR установлены для конфигурирования потока, чтобы управлять burst на порту памяти AHB), будут генерироваться single-транзакции, чтобы выполнить FIFO flush.
[Режим Direct]
По умолчанию FIFO работает в direct-режиме (сброшен бит DMDIS в регистре DMA_SxFCR), и порог FIFO не используется. Этот режим полезен, когда системе нужна непосредственная и одиночная передача в память или из памяти после каждого запроса DMA.
Когда DMA сконфигурирован в режиме direct (FIFO запрещен), для передачи данных в режиме память-периферия, DMA предварительно загружает данные из памяти во внутренний FIFO, чтобы гарантировать немедленную передачу данных, как только запрос DMA будет инициирован периферийным устройством.
Чтобы избежать насыщения FIFO, рекомендуется сконфигурировать соответствующий поток с высоким приоритетом.
Этот режим ограничен передачами, в которых:
• Ширина источника и места назначения передачи одинаковая, и обе эти ширины определяются битами PSIZE[1:0] регистра DMA_SxCR (биты MSIZE[1:0] не имеют значения). • Burst-передачи невозможны (биты PBURST[1:0] и MBURST[1:0] в регистре DMA_SxCR не имеют значения).
Direct-режим не должен использоваться, когда реализуются передачи память-память.
Завершение передачи DMA. Разные события могут генерировать завершение передачи путем установки бита TCIFx в регистре статуса DMA_LISR или DMA_HISR:
• В режиме управления потоком от DMA:
– Счетчик DMA_SxNDTR достиг нуля в режиме память-периферия. – Поток сконфигурирован перед завершением передачи (очисткой бита EN в регистре DMA_SxCR) и (при передачах периферия-память или память-память) все оставшиеся данные сбрасываются (flush) из FIFO в память.
• Режим управления потоком от периферии:
– Последний внешний запрос burst или одиночный запрос был сгенерирован от периферии и (когда DMA работает в режиме периферия-память) оставшиеся данные переданы из FIFO в память. – Поток запрещен программно, и (когда DMA работает в режиме периферия-память) оставшиеся данные переданы из FIFO в память.
Примечание: завершение передачи зависит от оставшихся данных в FIFO, подлежащих передач в память только в случае режима периферия-память. Это условие не применимо в режиме память-периферия.
Если поток сконфигурирован в не кольцевом режиме (noncircular mode), то после окончания передачи (когда количество передаваемых данных достигло нуля) DMA останавливается (бит EN в регистре DMA_SxCR очищается программно), и никакой запрос DMA не обслуживается если программа заново не запрограммирует поток и заново не разрешит его (установкой бита EN в регистре DMA_SxCR).
Приостановка передачи DMA. В любой момент времени передача DMA может быть приостановлена, чтобы быть возобновленной позже, или полностью быть запрещенной до завершения передачи.
Есть два случая:
• Поток запрещает передачу, чтобы позже его не перезапускать из точки, где была остановка. В этой ситуации ничего делать не нужно, кроме как очистить бит EN в регистре DMA_SxCR, чтобы запретить поток. Потоку может понадобиться время, чтобы перейти в запрещенное состояния (сначала должна завершится текущая передач). Флаг прерывания завершения передачи (бит TCIF а регистре DMA_LISR или DMA_HISR) установится, чтобы показать конец передачи. Значение бита EN в регистре DMA_SxCR теперь равно 0, чтобы подтвердить обрыв работы потока. Регистр DMA_SxNDTR содержит количество оставшихся элементов данных в момент, когда поток был установлен, так что программа может определить, сколько элементов данных было передано перед моментом, когда работа потока была прервана.
• Поток приостанавливает передачу до того, как достигнет 0 количество оставшихся элементов данных для передачи в регистре DMA_SxNDTR. Целью является перезапуск передачи после повторного разрешения потока. Чтобы перезапуск был с точки, где передача была остановлена, программа должна прочитать регистр DMA_SxNDTR после запрета потока записью бита EN в регистре DMA_SxCR (и затем проверить, что он стал равен 0), чтобы узнать количество данных, которое уже было собрано. Затем:
– Адрес периферии и/или памяти должен быть обновлен, чтобы подстроить указатели адреса. – Регистр SxNDTR должен быть обновлен оставшимся количеством элементов данных, которое нужно передать (прочитанное значение, когда поток был запрещен). – Затем поток может быть заново разрешен, чтобы передача перезапустилась с того места, где была остановлена.
Примечание: обратите внимание, что флаг установится прерывания завершения передачи (TCIF в регистре DMA_LISR или DMA_HISR), чтобы показать окончание передачи из-за обрыва работы потока.
Контроллер потока. Объект, который управляет количеством передаваемых данных, известен как контроллер потока (flow controller). Этот контроллер конфигурируется независимо для каждого потока с использованием бита PFCTRL в регистре DMA_SxCR.
Контроллером потока может быть:
• Контроллер DMA. В этом случае количество элементов данных для передачи устанавливает программа в регистре DMA_SxNDTR перед тем, как разрешается поток DMA. • Периферия, которая является источником или местом назначения данных: это тот случай, когда количество передаваемых элементов данных неизвестно. Периферия аппаратно показывает контроллеру DMA момент переноса последних данных. Эта функция поддерживается только для периферийных устройств, которые могут сигнализировать об окончании передачи, т. е. только для SDIO.
Когда для определенного потока контроллером является периферия, то значение, записанное в регистр DMA_SxNDTR, не оказывает влияние на передачу DMA. В действительности, независимо от записанного значения, это значение принудительно установлено аппаратурой в 0xFFFF, как только поток был разрешен, чтобы соответствовать следующим схемам:
• Ожидаемое прекращение работы потока: бит EN в регистре DMA_SxCR сбрасывается в 0 программой, чтобы остановить поток до того, как аппаратный сигнал последних данных (single или burst) отправлен периферией. В этом случае поток выключается, и срабатывает сброс FIFO (flush) в случае передачи DMA периферия-память. Флаг TCIFx в регистре статуса соответствующего потока установится, чтобы показать завершение работы DMA. Чтобы узнать количество элементов данных, переданных во время передачи DMA, считывается регистр DMA_SxNDTR, и применяется следующая формула:
Количество переданных данных = 0xFFFF – DMA_SxNDTR
• Нормальное завершение работы потока из-за получения аппаратного сигнала последних данных: поток автоматически будет прерывает рабоу, когда периферия запрашивает последнюю передачу DMA (single или burst), и когда эта передача завершится. Установится флаг TCIFx в регистре статуса соответствующего потока, чтобы показать завершение передачи DMA. Чтобы узнать, сколько элементов данных передано, прочитайте регистр DMA_SxNDTR, и примените ту же самую формулу, показанную выше.
• Регистр DMA_SxNDTR достиг 0: установится флаг TCIFx в регистре статуса соответствующего потока, чтобы показать принудительное завершение передачи DMA. Поток автоматически отключается, даже если аппаратный сигнал последних данных (single или burst) еще не был выставлен. Уже переданные данные не потеряются. Это означает, что в одной транзакции блок DMA может обработать максимум 65535 элементов данных, даже когда потоком управляет периферия (peripheral flow control mode).
Примечание: когда сконфигурирован режим память-память, блок DMA всегда является контроллером потока, и аппаратура принудительно сбрасывает бит PFCTRL в 0.
Кольцевой режим (circular mode) запрещен, когда периферия управляет потоком (peripheral flow controller mode).
Обзор возможных конфигураций DMA. В таблице 49 суммарно показаны различные возможные конфигурации DMA.
Таблица 49. Возможные конфигурации DMA.
Режим передачи DMA
Источник данных
Место назначения данных
Контроллер потока
Режим кольцевого буфера
Тип передачи
Режим direct
Режим двойного буфера
Периферия-память
Порт AHB периферии
Порт AHB памяти
DMA
Возможен
Single
Возможен
Возможен
Burst
Запрещено
Периферия
Запрещено
Single
Возможен
Запрещено
Burst
Запрещено
Память-периферия
Порт AHB памяти
Порт AHB периферии
DMA
Возможен
Single
Возможен
Возможен
Burst
Запрещено
Периферия
Запрещено
Single
Возможен
Запрещено
Burst
Запрещено
Память-память
Порт AHB периферии
Порт AHB памяти
Только DMA
Запрещено
Single
Запрещено
Запрещено
Burst
Процедура конфигурации потока. Для конфигурирования DMA-потока x (здесь x номер потока) нужно выполнить следующую последовательность действий:
1. Если поток разрешен, запретите его сбросом бита EN в регистре DMA_SxCR, затем прочитайте этот бит, чтобы убедиться, что не происходит текущая операция на потоке. Запись этого бита в 0 не сразу дает эффект остановки потока (бит сбросится не сразу), поскольку он физически обнуляется как только завершатся все текущие передачи. Когда бит EN читается как 0, это означает, что поток остановлен и готов к конфигурированию. Поэтому нужно подождать, когда сбросится бит EN перед тем, как начать конфигурировать поток. Все установленные биты в регистре статуса (DMA_LISR и DMA_HISR), отражающие предыдущую передачу блока данных DMA, должны быть очищены до того, как поток можно заново разрешить.
2. Установите адрес регистра порта периферии в регистре DMA_SxPAR. Данные будут перемещаться из этого регистра или в этот регистр (в зависимости от направления передачи), чтобы попасть в место назначения (из него) после события периферийного устройства (peripheral event).
3. Установите адрес памяти в регистре DMA_SxMA0R (и в регистре DMA_SxMA1R в случае режима двойной буферизации). Данные будут записаны в эту память или прочитаны из неё после события периферийного устройства.
4. Сконфигурируйте в регистре DMA_SxNDTR общее количество элементов данных для передачи. После события периферии или каждой порции (beat) передачи burst это значение декрементируется.
5. Выберите канал DMA (запрос), используя поле бит CHSEL[2:0] в регистре DMA_SxCR.
6. Если контроллером потока должна быть периферия, и если она поддерживает эту функцию, то установите бит PFCTRL в регистре DMA_SxCR.
8. Сконфигурируйте использование FIFO (разрешен он или запрещен, а также порог заполнения при передаче и приеме).
9. Сконфигурируйте направление передачи данных периферии и памяти, режим incremented/fixed, транзакции single или burst, ширину данных периферии и памяти, кольцевой режим, режим двойного буфера и прерывания после половины и/или полной передачи, и/или прерывания при возникновении ошибок в регистре DMA_SxCR.
10. Активируйте поток установкой бита EN в регистре DMA_SxCR.
Как только поток разрешен, он может обслужить любой запрос DMA от периферии, подключенной к потоку.
Как только половина данных была передана на порту AHB места назначения, установится флаг половины передачи (half-transfer flag, HTIF), и сгенерируется прерывание, если установлен бит разрешения этого прерывания (HTIE). По окончании передачи установится флаг прерывания завершения передачи (transfer complete interrupt flag, TCIF), и будет сгенерировано прерывание, если оно разрешено (если установлен бит transfer complete interrupt enable, TCIE).
Предупреждение: для выключения периферии, подключенной к запросу потока DMA, важно сначала выключить поток DMA, к которому привязана периферия, затем подождать сброса в 0 бита EN. И только потом можно безопасно запретить периферийное устройство.
Управление обработкой ошибок. Контроллер DMA может детектировать следующие ошибки:
• Transfer error: установится флаг прерывания при ошибке передачи (transfer error interrupt flag, TEIFx), когда:
– Во время доступа DMA на чтение или запись произошла ошибка шины. – Программа запросила доступ на запись через регистр адреса памяти в режиме двойной буферизации, в то время как поток разрешен, и текущая целевая память является той, на которую влияет запись в регистр адреса памяти (см. выше секцию "Режим двойного буфера").
– Детектировано состояние недогрузки FIFO (FIFO underrun). – Детектировано состояние переполнения FIFO (FIFO overrun). Это детектирование недоступно в режиме DMA память-память, потому что эти передачи обслуживаются внутри блока DMA. – Поток разрешен, когда порог уровня заполнения FIFO (FIFO threshold level) несовместим с размером memory burst (см. таблицу 48 "Конфигурации порога FIFO").
• Ошибка direct mode: флаг прерывания по ошибке direct-режима (direct mode error interrupt flag, DMEIFx) может только установиться в режиме периферия-память, когда работает direct-режим, и когда сброшен бит MINC в регистре DMA_SxCR. Этот флаг установится, когда произошел запрос DMA, в то время как предыдущие данные не были полностью переданы в память (из-за того, что не была предоставлена шина памяти). В этом случае флаг показывает, что 2 элемента данных были последовательно переданы по одному и тому же адресу назначения, что может вызвать проблему, если получатель не может управлять этой ситуацией.
В direct-режиме флаг FIFO error также может установиться в следующих ситуациях:
• В режиме периферия-память FIFO может быть насыщен (overrun, переполнение), если шина памяти не была предоставлена для некоторых запросов периферии.
• В режиме память-периферия, может произойти недогрузка (underrun, опустошения) если шина памяти не была предоставлена перед возникновением запроса периферии.
Если флаг TEIFx или FEIFx установлен из-за несовместимости размера burst и уровня порога заполнения FIFO, отказавший поток автоматически запрещается путем очистки аппаратурой бита EN в регистре конфигурации (DMA_SxCR) соответствующего потока.
Если флаг DMEIFx или FEIFx установится из-за ситуации overrun или underrun, отказавший поток не будет автоматически запрещен, и в области ответственности программы будет запретить или не запрещать поток сбросом бита EN в регистре DMA_SxCR. Это потому, что не было потери данных, когда произошла ошибка такого рода.
Когда установился флаг прерывания по ошибке потока (TEIF, FEIF, DMEIF) в регистре DMA_LISR или DMA_HISR, генерируется прерывание, если установлен соответствующий бит разрешения прерывания (TEIE, FEIE, DMIE) в регистре DMA_SxCR или DMA_SxFCR.
Примечание: когда произойдет переполнение или недогрузка FIFO (overrun или underrun), данные не теряются, потому что запрос периферии не подтверждается потоком, пока не будет очищено состояние переполнения или недогрузки (overrun или underrun). Если подтверждение занимает слишком много времени, периферия сама может детектировать переполнение или недогрузку своего внутреннего буфера, и данные могут быть потеряны.
[Прерывания DMA]
Для каждого потока DMA может быть сгенерировано прерывание при следующих событиях:
• Половина передачи (half-transfer). • Завершение передачи (transfer complete). • Ошибка передачи (transfer error). • Ошибка FIFO (overrun, underrun или ошибка уровня заполнения FIFO). • Ошибка direct-режима.
Есть отдельные управляющие биты разрешения этих прерываний, как показано в таблице 50.
Примечание: перед установкой в 1 бита управления разрешением прерывания должен быть очищен флаг соответствующего события прерывания, иначе может быть немедленно сгенерировано прерывание.
Смещение адреса 0x00, значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
зарезервировано
TCIF3 r
HTIF3 r
TEIF3 r
DMEIF3 r
зарезерв.
FEIF3 r
TCIF2 r
HTIF2 r
TEIF2 r
DMEIF2 r
зарезерв.
FEIF2 r
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
зарезервировано
TCIF1 r
HTIF1 r
TEIF1 r
DMEIF1 r
зарезерв.
FEIF1 r
TCIF0 r
HTIF0 r
TEIF0 r
DMEIF0 r
зарезерв.
FEIF0 r
Биты 31:28, 15:12 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
TCIFx (биты 27, 21, 11, 5): флаг прерывания завершения передачи потока x (x = 3..0). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_LIFCR.
0: не было события завершения передачи на stream x. 1: было событие завершения передачи на stream x
HTIFx (биты 26, 20, 10, 4): флаг прерывания половины передачи потока x (half transfer interrupt flag, x=3..0). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_LIFCR.
0: не было события половины передачи на stream x. 1: было событие половины передачи на stream x.
TEIFx (биты 25, 19, 9, 3): флаг прерывания ошибки передачи потока x (transfer error interrupt flag, x=3..0). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_LIFCR.
0: не было ошибки передачи на stream x. 1: произошла ошибка передачи на stream x.
DMEIFx (биты 24, 18, 8, 2): прерывание ошибки direct-режима потока x (direct mode error interrupt flag, x=3..0). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_LIFCR.
0: не было ошибки direct-режима на stream x. 1: произошла ошибка direct-режима на stream x.
Биты 23, 17, 7, 1 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
FEIFx (биты 22, 16, 6, 0): флаг ошибки FIFO потока x (FIFO error interrupt flag, x=3..0). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_LIFCR.
0: не было события ошибки FIFO на stream x. 1: произошло событие ошибки FIFO на stream x.
Смещение адреса 0x04, значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
зарезервировано
TCIF7 r
HTIF7 r
TEIF7 r
DMEIF7 r
зарезерв.
FEIF7 r
TCIF6 r
HTIF6 r
TEIF6 r
DMEIF6 r
зарезерв.
FEIF6 r
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
зарезервировано
TCIF5 r
HTIF5 r
TEIF5 r
DMEIF5 r
зарезерв.
FEIF4 r
TCIF4 r
HTIF4 r
TEIF4 r
DMEIF4 r
зарезерв.
FEIF4 r
Биты 31:28, 15:12 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
TCIFx (биты 27, 21, 11, 5): флаг прерывания завершения передачи потока x (x = 7..4). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_HIFCR.
0: не было события завершения передачи на stream x. 1: было событие завершения передачи на stream x
HTIFx (биты 26, 20, 10, 4): флаг прерывания половины передачи потока x (half transfer interrupt flag, x=7..4). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_HIFCR.
0: не было события половины передачи на stream x. 1: было событие половины передачи на stream x.
TEIFx (биты 25, 19, 9, 3): флаг прерывания ошибки передачи потока x (transfer error interrupt flag, x=7..4). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_HIFCR.
0: не было ошибки передачи на stream x. 1: произошла ошибка передачи на stream x.
DMEIFx (биты 24, 18, 8, 2): прерывание ошибки direct-режима потока x (direct mode error interrupt flag, x=7..4). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_HIFCR.
0: не было ошибки direct-режима на stream x. 1: произошла ошибка direct-режима на stream x.
Биты 23, 17, 7, 1 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
FEIFx (биты 22, 16, 6, 0): флаг ошибки FIFO потока x (FIFO error interrupt flag, x=7..4). Этот бит устанавливается аппаратно, сбрасывается программно запись в 1 в соответствующий бит регистра DMA_HIFCR.
0: не было события ошибки FIFO на stream x. 1: произошло событие ошибки FIFO на stream x.
Смещение адреса 0x08, значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
зарезервировано
CTCIF3 w
CHTIF3 w
CTEIF3 w
CDMEIF3 w
зарезерв.
CFEIF3 w
CTCIF2 w
CHTIF2 w
CTEIF2 w
CDMEIF2 w
зарезерв.
CFEIF2 w
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
зарезервировано
CTCIF1 w
CHTIF1 w
CTEIF1 w
CDMEIF1 w
зарезерв.
CFEIF1 w
CTCIF0 w
CHTIF0 w
CTEIF0 w
CDMEIF0 w
зарезерв.
CFEIF0 w
Биты 31:28, 15:12 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
CTCIFx (биты 27, 21, 11, 5): бит очистки флага прерывания завершения передачи потока x (clear transfer complete interrupt flag, x = 3..0). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг TCIFx в регистре DMA_LISR.
CHTIFx (биты 26, 20, 10, 4): бит очистки флага прерывания половины передачи потока x (clear half transfer interrupt flag, x = 3..0). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг HTIFx в регистре DMA_LISR.
CTEIFx (биты 25, 19, 9, 3): бит очистки флага прерывания ошибки передачи потока x (clear transfer error interrupt flag, x = 3..0). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг TEIFx в регистре DMA_LISR.
CDMEIFx (биты 24, 18, 8, 2): бит очистки флага прерывания ошибки direct-режима потока x (clear direct mode error interrupt flag, x = 3..0). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг DMEIFx в регистре DMA_LISR.
Биты 23, 17, 7, 1 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
CFEIFx (биты 22, 16, 6, 0): бит очистки флага прерывания ошибки FIFO потока x (clear FIFO error interrupt flag, x = 3..0). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг CFEIFx в регистре DMA_LISR.
Смещение адреса 0x0C, значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
зарезервировано
CTCIF7 w
CHTIF7 w
CTEIF7 w
CDMEIF7 w
зарезерв.
CFEIF7 w
CTCIF6 w
CHTIF6 w
CTEIF6 w
CDMEIF6 w
зарезерв.
CFEIF6 w
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
зарезервировано
CTCIF5 w
CHTIF5 w
CTEIF5 w
CDMEIF5 w
зарезерв.
CFEIF5 w
CTCIF4 w
CHTIF4 w
CTEIF4 w
CDMEIF4 w
зарезерв.
CFEIF4 w
Биты 31:28, 15:12 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
CTCIFx (биты 27, 21, 11, 5): бит очистки флага прерывания завершения передачи потока x (clear transfer complete interrupt flag, x = 7..4). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг TCIFx в регистре DMA_HISR.
CHTIFx (биты 26, 20, 10, 4): бит очистки флага прерывания половины передачи потока x (clear half transfer interrupt flag, x = 7..4). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг HTIFx в регистре DMA_HISR.
CTEIFx (биты 25, 19, 9, 3): бит очистки флага прерывания ошибки передачи потока x (clear transfer error interrupt flag, x = 7..4). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг TEIFx в регистре DMA_HISR.
CDMEIFx (биты 24, 18, 8, 2): бит очистки флага прерывания ошибки direct-режима потока x (clear direct mode error interrupt flag, x = 7..4). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг DMEIFx в регистре DMA_HISR.
Биты 23, 17, 7, 1 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
CFEIFx (биты 22, 16, 6, 0): бит очистки флага прерывания ошибки FIFO потока x (clear FIFO error interrupt flag, x = 7..4). Запись 1 в этот бит очищает соответствующий флаг CFEIFx в регистре DMA_HISR.
Этот регистр используется для конфигурирования соответствующего потока.
Смещение адреса 0x10 + 0x18 * x (x номер потока 0..7), значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
зарезервировано
CHSEL[2:0] rw
MBURST[1:0] rw
PBURST[1:0] rw
зарезерв.
CT rw
DBM rw
PL[1:0] rw
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
PINCOS rw
MSIZE[1:0] rw
PSIZE[1:0] rw
MINC rw
PINC rw
CIRC rw
DIR[1:0] rw
PFCTRL rw
TCIE rw
HTIE rw
TEIE rw
DMEIE rw
EN rw
Биты 31:28 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
CHSEL[2:0] (биты 27:25): выбор канала. Эти биты устанавливаются и сбрасываются программой. Они защищены, и их можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
000: выбран канал 0 001: выбран канал 1 ... 111: выбран канал 7
MBURST[1:0] (биты 24:23): конфигурация burst-передачи памяти. Эти биты устанавливаются и сбрасываются программой. Они защищены, и их можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен). В режиме direct эти биты принудительно сбрасываются в 0 аппаратно, как только бит EN потока стал равным 1.
PBURST[1:0] (биты 22:21): конфигурация burst-передачи периферии. Эти биты устанавливаются и сбрасываются программой. Они защищены, и их можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен). В режиме direct эти биты принудительно сбрасываются в 0 аппаратно.
Биты 20 зарезервирован, его значение должно сохраняться в состоянии сброса (0).
CT (бит 19): текущий целевой буфер (Current Target). Бит применяется только в режиме двойной буферизации. Он устанавливается и очищается аппаратно. Программа также может записывать в этот бит.
0: текущий целевой буфер это Memory 0 (адресован указателем DMA_SxM0AR). 1: текущий целевой буфер это Memory 1 (адресован указателем DMA_SxM1AR).
Этот бит можно записать тольео если бит EN соответствующего потока равен 0, чтобы показать целевой буфер для первой передачи. Как только поток разрешен, этот бит работает как флаг статуса, показывая, в какой целевой буфер сейчас осуществляется передача DMA.
DBM (бит 18): режим двойной буферизации (Double Buffer Mode). Этот бит устанавливаются и сбрасываются программой. Он защищен, и его можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
0: по окончании передачи не происходит переключение буфера. 1: целевой буфер в памяти переключается по окончанию передачи DMA.
PL[1:0] (биты 17:16): уровень приоритета потока (Priority Level). Эти биты устанавливаются и сбрасываются программой. Они защищены, и их можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
00: Low (низкий приоритет) 01: Medium (средний приоритет) 10: High (высокий приоритет) 11: Very high (очень высокий приоритет)
PINCOS (бит 15): размер смещения инкремента периферии. Этот бит устанавливаются и сбрасываются программой. Он защищен, и его можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
0: вычисление размера смещения для адреса периферии привязано к PSIZE. 1: размер смещения для адреса периферии фиксировано и равно 4 (32-битное выравнивание адреса).
Этот бит не имеет значения, если бит PINC равен 0. Этот бит принудительно сбрасывается аппаратно, когда поток разрешен (бит EN равен 1), если выбран direct-режим, или значение PBURST отличается от 00.
MSIZE[1:0] (биты 14:13): ширина (разрядность) данных памяти. Эти биты устанавливаются и сбрасываются программой. Они защищены, и их можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
В direct-режиме MSIZE принудительно устанавливаются аппаратурой в то же значение, что и PSIZE, как только EN станет равным 1.
PSIZE[1:0] (биты 12:11): ширина (разрядность) данных периферийного устройства. Эти биты устанавливаются и сбрасываются программой. Они защищены, и их можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
MINC (бит 10): режим инкремента адреса памяти (Memory INCrement mode). Этот бит устанавливаются и сбрасываются программой. Он защищен, и его можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
0: значение указателя на память фиксировано. 1: адрес в указателе на память инкрементируется после каждой передачи данных (инкремент осуществляется в соответствии с полем бит MSIZE).
PINC (бит 9): режим инкремента адреса периферии (Peripheral INCrement mode). Этот бит устанавливается и сбрасывается программой. Он защищен, и его можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
0: значение указателя на регистр периферии фиксировано. 1: адрес в указателе на регистры периферии инкрементируется после каждой передачи данных (инкремент осуществляется в соответствии с полем бит PSIZE).
CIRC (бит 8): кольцевой режим (CIRCular mode). Этот бит устанавливается и сбрасывается программой, и может быть очищен аппаратно.
0: режим кольцевого буфера запрещен. 1: режим кольцевого буфера разрешен.
Когда контроллером потока установлена периферия (бит PFCTRL равен 1), и поток разрешен (бит EN равен 1), то этот бит автоматически сбрасывается в 0 аппаратурой. Он автоматически принудительно устанавливается аппаратурой в 1, если установлен бит DBM, как только поток стал разрешенным (бит EN равен 1).
DIR[1:0] (биты 7:6): направление передачи данных (data transfer DIRection). Эти биты устанавливаются и сбрасываются программой. Они защищены, и их можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
PFCTRL (бит 5): контроллером потока установлена периферия (Peripheral Flow ConTRoLler). Этот бит устанавливается и сбрасывается программой. Он защищен, и его можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
0: контроллером потока является блок DMA. 1: контроллером потока является периферийное устройство.
Когда выбран режим память-память (DIR[1:0] = 10), то этот бит автоматически сбрасывается в 0 аппаратурой.
TCIE (бит 4): разрешение прерывания по завершению передачи (Transfer Complete Interrupt Enable). Этот бит устанавливается и сбрасывается программой.
TEIE (бит 2): разрешение прерывания при ошибке передачи (Transfer Error Interrupt Enable). Этот бит устанавливается и сбрасывается программой.
0: прерывание TE запрещено. 1: прерывание TE разрешено.
DMEIE (бит 1): разрешение прерывания при ошибке direct-режима (Direct Mode Error Interrupt Enable). Этот бит устанавливается и сбрасывается программой.
EN (бит 0): разрешение потока и флаг готовности потока к конфигурированию, когда он читается как 0 (stream ENable). Этот бит устанавливается и сбрасывается программой.
0: поток запрещен, его можно конфигурировать. 1: поток разрешен и работает.
Этот бит может быть очищен аппаратно:
– По окончанию передачи DMA (поток готов к конфигурированию передачи). – Если произошла ошибка передачи на шинах AHB master. – Когда порог заполнения FIFO на памяти порта AHB несовместим с размером burst.
Когда этот бит читается как 0, коду программы разрешено запрограммировать в регистрах конфигурацию потока и биты FIFO. Запрещено записывать в эти регистры, когда бит EN читается как 1.
Примечание: перед установкой бита EN в 1 для запуска новой передачи, флаги событий в регистре DMA_LISR или DMA_HISR соответствующего потока должны быть сброшены.
Смещение адреса 0x14 + 0x18 * x (x номер потока 0..7), значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
зарезервировано
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
NDT[15:0] rw
Биты 31:16 зарезервированы, их значение должно сохраняться в состоянии сброса (все нули).
NDT[15:0]: количество элементов данных для передачи (Number of Data iTems), это количество может быть в диапазоне от 0 до 65535. Этот регистр можно записать только если поток запрещен (EN = 0). Когда поток разрешен (EN = 1), этот регистр работает только на чтение, показывая количество оставшихся данных для передачи. Этот регистр декрементируется после каждой передачи DMA.
Как только передача завершена, этот регистр может либо оставаться в 0 (когда поток в режиме normal) или может быть автоматически перезагружен ранее запрограммированным значением, что бывает в двух случаях:
– Когда поток запрограммирован в режиме кольцевого буфера (circular mode). – Когда поток снова разрешен установкой бита EN в 1.
Если значение этого регистра равно 0, то никакая транзакция не может быть обработана, даже если поток разрешен.
Смещение адреса 0x18 + 0x18 * x (x номер потока 0..7), значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
PAR[31:16] rw
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
PAR[15:0] rw
PAR[31:0]: адрес регистра периферийного устройства. Базовый адрес регистра данных периферии, откуда/куда будут считываться/записываться данные. Этот регистр защищен, и его можно записать только если бит EN = 0 в соответствующем регистре потока DMA_SxCR.
Смещение адреса 0x1C + 0x18 * x (x номер потока 0..7), значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
M0A[31:16] rw
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
M0A[15:0] rw
M0A[31:0]: адрес буфера 0 в памяти (Memory 0 Address). Базовый адрес области памяти 0, из которой / в которую данные будут читаться/записываться. Эти биты защищены от записи. Их можно записать, только если:
– Поток запрещен (бит EN равен 0 в регистре DMA_SxCR), или – поток разрешен (бит EN равен 1 в регистре DMA_SxCR), и бит CT = 1 в регистре DMA_SxCR (режим двойной буферизации).
Смещение адреса 0x20 + 0x18 * x (x номер потока 0..7), значение после сброса 0x00000000.
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
M1A[31:16] rw
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
M1A[15:0] rw
M1A[31:0]: адрес буфера 1 в памяти (Memory 1 Address), используется в режиме двойной буферизации. Базовый адрес области памяти 1, из которой / в которую данные будут читаться/записываться. Этот регистр используется только в режиме двойной буферизации, и он защищены от записи. Его можно записать, только если:
– Поток запрещен (бит EN равен 0 в регистре DMA_SxCR), или – поток разрешен (бит EN равен 1 в регистре DMA_SxCR), и бит CT = 0 в регистре DMA_SxCR.
Другие значения не имеют смысла. Здесь fifo_level это уровень порога заполненности стека FIFO. Биты FS не имеют значения в direct-режиме (бит DMDIS сброшен в 0).
DMDIS (бит 2): запрет direct-режима (Direct Mode DISable). Этот бит устанавливается и сбрасывается программой, и может быть сброшен аппаратно. Бит защищен, и программа может его записать только если бит EN соответствующего потока сброшен в 0 (поток запрещен).
Этот бит может быть установлен аппаратно, если выбран режим память-память (биты DIR регистра DMA_SxCR в состоянии 10), и бит EN регистра DMA_SxCR в 1, потому что direct-режим недопустим в конфигурации память-память.
FTH[1:0] (биты 1:0): выбор порога заполненности стека FIFO (FIFO ThresHold). Эти биты устанавливаются и сбрасываются программой. Они защищены, и их можно записать только если бит EN соответствующего потока равен 0 (поток запрещен).
00: 1/4 от заполненного FIFO 01: 1/2 от заполненного FIFO 10: 3/4 от заполненного FIFO 11: полный FIFO
Эти биты не используются в direct-режиме, когда значение DMDIS сброшено в 0.
Таблица 51. Карта памяти регистров DMA. См. секцию 2.3 "Memory map" даташита [2] для информации по граничным адресам областей памяти.
Комментарии
RSS лента комментариев этой записи