SPC5607B的eDMA模块使用示例

SPC560xB/C eDMA使用

本人在项目开发需要使用DMA，上网查询许久未找到基于spc560xb的示例代码，浪费了许多时间，故在此分享下开发中的小经验，抛砖引玉供有缘之人取用。

DMA：直接内存存取（direct memory access），一种内存访问技术，可以实现外设与内存、内存与内存之间的数据传输，恰当的使用可有效提升CPU效率。
MPC560x/SPC560x是freescale和ST合作开发的一款基于powepc架构的32位单片机芯片，价格低廉，外设丰富，功能强大，属于车规级芯片（本人使用的是MPC5607B）。MPC5607B具有16路增强型DMA(eDMA)，可灵活实现64路DMA源通道数据传输功能。

/* Channel-Linking Minor-Loop Mapping-Address     */
/*      OFF         OFF         XBAR.TCD[x]       */
/*      OFF         ON          XBAR.ML_TCD[x]    */
/*      ON          OFF         XBAR.CL_TCD[X]    */
/*      ON          ON          XBAR.MLCL_TCD[X]  */

MPC5607B上eDMA支持的外设包括DSPI、10bit/12bit ADC，LINFLxD（LIN、UART）和eMIOS，本人将以ADC、UART等模块为例测试eDMA的各种应用；

功能需求：以1ms为周期循环采样PB[0]端口的电压值（AD采样值）
软件设计：使用PIT3定时10ms触发AD采集功能，每采集一组数据通过eDMA依次放入到数组adc_val[]中，每采集到一定量（4组）数据触发一次eDMA中断，中断函数中处理最新接收到的数据（串口输出AD采样值），其中，ADC源数据32bits（如果不读取数据有效标志，可以只采16bit数据），数组adc_val 数据32bits。为实现每次PIT及时只响应一组数据的传输，启用默认模型（每采集一组数据触发一组主循环传输，每完成4组主循环传输触发一次DMA中断）；
数据传输时序：
PIT3计算10ms-->ADC采集-->ADC采集完成触发DMA_MUX29检测-->触发eDMA0数据传递（完成一次主循环）：ADC数据传递到adc_val数组
eDMA0每完成了4次主循环(half or major)-->触发eDMA中断-->数据处理（串口打印）

/*
* 功能：EDMA DMA_MUX初始化
* 备注：
* a)PB[0]对应的AD通道ADC0[0]，ADC0对应的DMA_MUX通道为DMA_MUX 29，本函数将DMA_MUX_29链接到eDMA0通道；
* b)时序：
* 1. write EDMA_CR；
* 2. write the channel priority levels into the EDMA_CPRn
* 3. enable error interrupts in the EDMA_EEIRL/EDMA_EEIRH
* 4. write TCD
* 5. Enable hardware service requests via EDMA_ERQRH/ERQRL
* 6. request channel service by software(TCD.START) or by hardware
*/
void EDMA_Init(void)
{
EDMA.CR.R = 0;

/* 开启eDMA传输完成和错误中断 */
EDMA.ERQRL.B.ERQ00 = 1;
EDMA.EEIRL.B.EEI00 = 1;
EDMA.SERQR.B.SERQ = 0;
EDMA.SEEIR.B.SEEI = 0;
EDMA.SSBR.R = 0;
EDMA.CERQR.B.CERQ = 1;

memset((struct EDMA_TCD_STD_tag *)&EDMA.TCD[0], 0x00, sizeof(struct EDMA_TCD_STD_tag)); //调试发现TCD默认值非零，需要手动清零
EDMA.TCD[0].SADDR = (vuint32_t)&ADC_0.CDR[0].R;
EDMA.TCD[0].CITER = EDMA.TCD[0].BITER = 8;
EDMA.TCD[0].NBYTES = 4; //一次主环传输4字节
EDMA.TCD[0].DADDR = (uint32_t)adc_val;
EDMA.TCD[0].DOFF = 4; //每次主环传输后，目的地址增4
EDMA.TCD[0].SSIZE = 2;  //32-bit
EDMA.TCD[0].DSIZE = 2;  //32-bit
EDMA.TCD[0].DLAST_SGA = -32;
EDMA.TCD[0].INT_MAJ = 1;
EDMA.TCD[0].INT_HALF = 1;

DMAMUX.CHCONFIG[0].B.SOURCE = 29;   //链接eDMA[0]和DMA_MUX29（即ADC0_0）,这样每次数据采集完成后将通过硬件触发eDMA[0]的数据转换
DMAMUX.CHCONFIG[0].B.TRIG = 1;
DMAMUX.CHCONFIG[0].B.ENBL = 1;  //链接eDMA[0]DMA_MUX
EDMA.TCD[0].START = 1;  //启动eDMA[0]
}

/*
* 功能：定时器初始化
* 初始化为10ms
*/
void PIT3_Init(void)
{
PIT.CH[3].LDVAL.R = 0x9C3FFul; //1ms
PIT.CH[3].TCTRL.B.TEN = 0x1u;
}
/*
*功能：初始化ADC0，实现定时触发AD转换功能
*/
void Adc_init(void)
{
SIU.PCR[16].R = 0x2000; //配置PB[0]为模拟输入

ADC_0.MCR.R = 0;
ADC_0.MCR.B.OWREN = 1;
ADC_0.MCR.B.JTRGEN = 1; //Injection trigger edge selection
ADC_0.MCR.B.CTUEN = 1; //CTU triggered conversion enabled
ADC_0.JCMR0.B.CH0 = 1; //启动ADC0[0]
ADC_0.CTR0.R = 0x00008606;

CTU.EVTCFGR[23].R = 0x00008000; //配置通过PIT3触发ADC0[0]的10bit采集功能

ADC_0.DMAR0.B.DMA0 = 1;
ADC_0.DMAE.B.DMAEN = 1; //启动ADC0[0]的EDMA功能
ADC_0.MCR.B.NSTART = 1;
}
/*
*功能：EDMA0的中断处理
*/
void EDMA_chan0_Isr(void)
{
unsigned int cnt = 0;
int offset;
char dma_val[100];

EDMA.CIRQR.R = 0;//清除中断标志
offset = ((uint32_t)adc_val + 16 > EDMA.ML_TCD[0].DADDR) ? 4 : 0; //识别是否为主循环半完成
sprintf(dma_val, "%d: adc_val: %x, %x, %x, %x\r\n", ++cnt, adc_val[offset + 0], adc_val[offset + 1], adc_val[offset + 2], adc_val[offset + 3]);
uart0_send(dma_val); //打印最新接收到的数据
}

int main(void)
{
···
Uart0_Init(115200u);
EDMA_Init();
Adc_init();
PIT3_Init();
···
for(;;)
{
Reset_Watchdog();
}
}

测试：串口测试打印数据，实现预期结果。（由上传图片无法正常显示，此次无贴图）

功能需求：以1ms为周期循环采样PB[0]端口的电压值（AD采样值）
软件设计：使用PIT3定时10ms触发AD采集功能，每采集一组数据通过eDMA依次放入到数组adc_val[]中，每采集到一定量（4组）数据触发一次eDMA中断，中断函数中处理最新接收到的数据（串口输出AD采样值），其中，ADC源数据32bits（如果不读取数据有效标志，可以只采16bit数据），数组adc_val 数据32bits。为实现每次PIT及时只响应一组数据的传输，启用主副循环模型（每采集一组数据触发一组副循环传输，每完成4组副循环传输触发一次DMA中断）
数据传输时序：
PIT3计算10ms-->ADC采集-->ADC采集完成触发DMA_MUX29检测-->触发eDMA0数据传递（完成一次副循环）：ADC数据传递到adc_val数组
eDMA0每完成了4次副循环(half or major)-->触发eDMA中断-->数据处理（串口打印）
代码实现：（此部分代码只在EDMA_Init函数中与上一节不同，以下只列出不同部分）

...
void EDMA_Init(void)
{
...
#if 0 //注释掉与默认不是不同的初始化配置内容
memset((struct EDMA_TCD_STD_tag *)&EDMA.TCD[0], 0x00, sizeof(struct EDMA_TCD_STD_tag)); //调试发现TCD默认值非零，需要手动清零
EDMA.TCD[0].SADDR = (vuint32_t)&ADC_0.CDR[0].R;
EDMA.TCD[0].CITER = EDMA.TCD[0].BITER = 8;
EDMA.TCD[0].NBYTES = 4; //一次主环传输4字节
EDMA.TCD[0].DADDR = (uint32_t)adc_val;
EDMA.TCD[0].DOFF = 4; //每次主环传输后，目的地址增4
EDMA.TCD[0].SSIZE = 2;  //32-bit
EDMA.TCD[0].DSIZE = 2;  //32-bit
EDMA.TCD[0].DLAST_SGA = -32;
EDMA.TCD[0].INT_MAJ = 1;
EDMA.TCD[0].INT_HALF = 1;
#else
EDMA.CR.B.EMLM = 1; //启动副循环(minor)
memset((struct EDMA_TCD_MLMIRROR_tag *)&EDMA.ML_TCD[0], 0x00, sizeof(struct EDMA_TCD_MLMIRROR_tag)); //调试发现tcd各字段内容初始值未定，需要手动清零
EDMA.ML_TCD[0].SADDR = (vuint32_t)&ADC_0.CDR[0].R; //传输源地址，ADC0[0]的数据寄存器
EDMA.ML_TCD[0].CITER = EDMA.ML_TCD[0].BITER = 8; //主循环次数8
EDMA.ML_TCD[0].DADDR = (uint32_t)adc_val;//eDMA目标地址
EDMA.ML_TCD[0].SOFF = 0;
EDMA.ML_TCD[0].DOFF = 4; //目标地址偏移
EDMA.ML_TCD[0].SSIZE = 2; //源数据类型：32bits
EDMA.ML_TCD[0].DSIZE = 2; //目的数据类型：32bits
EDMA.ML_TCD[0].SMOD = 0;
EDMA.ML_TCD[0].DMLOE = 0;
EDMA.ML_TCD[0].MLOFF = 0;
EDMA.ML_TCD[0].SMLOE = 0;
EDMA.ML_TCD[0].NBYTES = 4;//小循环传输量：4bytes，即一组数据
EDMA.ML_TCD[0].DLAST_SGA = -32;//大循环完成后目的地址回位 32bits*8组=32bytes，也可以将此寄存器清零，通过SMOD实现目的地址回位功能
EDMA.ML_TCD[0].INT_MAJ = 1; //启动传输完成中断
EDMA.ML_TCD[0].INT_HALF = 1;//启动半完成中断，这样每传输4组数据就会触发一次eDMA中断,同时也能防止数据未及时读取被丢弃掉
#endif
...
}
...

测试：

测试串口打印数据，其中，开发板上电后第一次DMA中断时输出的第一个数据为非法值（需要丢弃）,其他各组数据均正常输出；