嵌入式課程設(shè)計---dma傳送編程

1、<p><b>　　嵌</b></p><p><b>　　入</b></p><p><b>　　式</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p

2、><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>　　題目 DMA傳送編程 </p><p>　　主要內(nèi)容、基本要求、主要參考文獻等：</p><p><

3、b>　　1、主要內(nèi)容</b></p><p>　　(1) 編寫單字節(jié)方式、雙字節(jié)方式和四字節(jié)方式常規(guī)內(nèi)存拷貝及時間檢測程序</p><p>　　(2) 編寫DMA方式內(nèi)存拷貝及時間檢測程序</p><p>　　(3) 比較DMA方式內(nèi)存拷貝及常規(guī)內(nèi)存拷貝的效率</p><p><b>　　2、基本要求</b&

4、gt;</p><p>　　(1) 掌握S3C44B0 DMA控制器的使用</p><p>　　(2) 掌握DMA軟件編程方法</p><p><b>　　3、主要參考文獻</b></p><p>　　【1】馬忠梅，馬廣云，徐英惠，田澤.ARM嵌入式處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用基礎(chǔ).北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2002</p

5、><p>　　【2】田澤.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用實驗教程.北京航空航天大學(xué)出版社，2004</p><p>　　【3】周立功.ARM微控制器基礎(chǔ)與實戰(zhàn)[M].北京航天航空大學(xué)出版社，2003</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計的基本任務(wù)-------------------

6、---------4</p><p>　　二、課程設(shè)計的基本要求----------------------------4</p><p>　　三、預(yù)備知識--------------------------------------------4</p><p>　　四、實驗設(shè)備--------------------------------------------

7、4</p><p>　　五、基礎(chǔ)知識--------------------------------------------4</p><p>　　六、課程設(shè)計說明書----------------------------------7</p><p>　　七、程序代碼-------------------------------------------8</

8、p><p><b>　　DMA 傳送編程.</b></p><p>　　一、課程設(shè)計的基本任務(wù)</p><p><b>　　了解DMA傳送原理</b></p><p>　　掌握S3C44B0 DMA控制器的使用</p><p>　　掌握DMA軟件編程方法</p>&

9、lt;p>　　二、課程設(shè)計的基本要求</p><p>　　編寫單字節(jié)方式、雙字節(jié)方式和四字節(jié)方式常規(guī)內(nèi)存拷貝及時間檢測程序</p><p>　　編寫DMA方式內(nèi)存拷貝及時間檢測程序</p><p>　　比較DMA方式內(nèi)存拷貝及常規(guī)內(nèi)存拷貝的效率 </p><p><b>　　三、預(yù)備知識</b></p>

10、<p>　　了解ADT集成開發(fā)環(huán)境的基本功能</p><p>　　了解DMA的原理以及處理步驟</p><p><b>　　四、實驗設(shè)備</b></p><p>　　JX44B0教學(xué)實驗箱</p><p>　　ADT1000仿真器和ADT IDE集成開發(fā)環(huán)境 </p><p><

11、;b>　　串口連接線</b></p><p><b>　　基礎(chǔ)知識</b></p><p>　　直接數(shù)據(jù)存儲 - DMA </p><p><b>　　DMA方式 </b></p><p>　　當高速外設(shè)要與系統(tǒng)內(nèi)存或者要在系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域之間，進行大量數(shù)據(jù)的快速傳送時，查詢方式

12、和中斷方式可能不能滿足要求</p><p>　　直接存儲器存取(DMA)就是為解決這個問題提出的</p><p>　　采用DMA方式，在一定時間段內(nèi)，由DMA控制器取代CPU，獲得總線控制權(quán)，來實現(xiàn)內(nèi)存與外設(shè)或者內(nèi)存的不同區(qū)域之間大量數(shù)據(jù)的快速傳送典型的DMA控制器（以下簡稱DMAC）的工作電路 </p><p>　　DMA數(shù)據(jù)傳送的工作過程</p>

13、<p>　　1) DMAC發(fā)出DMA傳送請求</p><p>　　2) DMAC通過連接到CPU的HOLD信號向CPU提出DMA請求</p><p>　　3) CPU在完成當前總線操作后會立即對DMA請求做出響應(yīng)CPU的響應(yīng)包括兩個方面：</p><p>　　CPU將控制總線、數(shù)據(jù)總線和地址總線浮空，即放棄對這些總線的控制權(quán)</p><

14、;p>　　CPU將有效的HLDA信號加到DMAC上，以通知DMAC CPU已經(jīng)放棄了總線的控制權(quán)</p><p>　　4) CPU將總線浮空，即放棄了總線控制權(quán)后，由DMAC接管系統(tǒng)總線的控制權(quán)，并向外設(shè)送出DMA的應(yīng)答信號</p><p>　　5) DMAC送出地址信號和控制信號，實現(xiàn)外設(shè)與內(nèi)存或內(nèi)存之間大量數(shù)據(jù)的快速傳送</p><p>　　6) DMAC

15、將規(guī)定的數(shù)據(jù)字節(jié)傳送完之后，通過向CPU發(fā)HOLD信號，撤消對CPU的DMA請求。CPU收到此信號，一方面使HLDA無效，另一方面又重新開始控制總線，實現(xiàn)正常取指令、分析指令、執(zhí)行指令的操作。</p><p><b>　　DMA傳送方式</b></p><p><b>　　I/O接口到存儲器</b></p><p><

16、;b>　　存儲器到I/O接口</b></p><p><b>　　存儲器到存儲器</b></p><p>　　I/O接口到存儲器的傳送</p><p>　　當進行由I/O接口到存儲器的數(shù)據(jù)傳送時，來自I/O接口的數(shù)據(jù)利用DMAC送出的控制信號，將數(shù)據(jù)輸送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線D0~D7上，同時，DMAC送出存儲器單元地址及控制信號，將

17、存在于D0~D7上的數(shù)據(jù)寫入所選中的存儲單元中。這樣就完成了由I/O接口到存儲器一個字節(jié)的傳送。同時DMAC修改內(nèi)部地址及字節(jié)數(shù)寄存器的內(nèi)容。</p><p><b>　　存儲器到I/O接口</b></p><p>　　與前一種情況類似，在進行這種傳送時，DMAC送出存儲器地址及控制信號，將選中的存儲單元的內(nèi)容讀出放在數(shù)據(jù)總線D0~D7上，接著，DMAC送出控制信號，

18、將數(shù)據(jù)寫到規(guī)定的(預(yù)選中)端口中去，而后MDAC自動修改內(nèi)部的地址及字節(jié)數(shù)寄存器的內(nèi)容 </p><p>　　S3C44B0的DMA控制器</p><p>　　S3C44B0集成了4個通道的DMA控制器：</p><p>　　兩個ZDMA控制器ZDMA0/1：可以用于存儲器到存儲器、儲存器到I/O設(shè)備、I/O設(shè)備之間的DMA傳送；</p><p&

19、gt;　　兩個BDMA控制器BDMA0/1：用于儲存器與I/O設(shè)備之間的傳輸。</p><p>　　S3C44B0中與DMA控制器有關(guān)的寄存器</p><p>　　ZDMA0/1控制寄存器 </p><p>　　ZDMA0起始地址、目的地址寄存器 </p><p><b>　　DMA計數(shù)器寄存器</b></p>

20、;<p>　　ZDMA0/1控制寄存器 </p><p>　　ZDMA0起始地址、目的地址寄存器 </p><p>　　DMA計數(shù)器寄存器 </p><p><b>　　六、課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　本實驗通過DMA方式實現(xiàn)存儲器到存儲器間的數(shù)據(jù)傳送,并將其與常規(guī)的內(nèi)存拷貝操作進行比較 &

21、lt;/p><p><b>　　拷貝動作的計時處理</b></p><p>　　采用定時器進行計時處理，采用函數(shù)Timer_Start啟動計時處理，參數(shù)divider 表示定時時間間隔，</p><p><b>　　0 : 16 us</b></p><p><b>　　1 : 32 us&l

22、t;/b></p><p><b>　　2 : 64 us</b></p><p>　　3 : 128 us</p><p>　　操作完成時調(diào)用Timer_Stop停止定時器計數(shù)，其返回值為計數(shù)值，該值乘以時間間隔（128us）即為計時時間</p><p>　　Timer_Start(3);/* 128 u

23、s */</p><p>　　time=Timer_Stop();/* 停止定時器 */</p><p>　　Uart_Printf("Copy Bytes :time=%f\n",time*128E-6);</p><p>　　常規(guī)的內(nèi)存拷貝操作 </p><p><b>　　字節(jié)拷貝</b>

24、;</p><p>　　*(unsigned char*)(dstAddr) = *(unsigned char*)(srcAddr);</p><p><b>　　雙字節(jié)拷貝</b></p><p>　　*(unsigned short*)(dstAddr) = *(unsigned short*)(srcAddr);</p>

25、<p><b>　　字節(jié)拷貝</b></p><p>　　*(unsigned int*)(dstAddr) = *(unsigned int*)(srcAddr);</p><p>　　DMA的內(nèi)存拷貝操作 </p><p><b>　　清除傳輸完畢標志</b></p><p>　　z

26、dma0Done=0;</p><p>　　設(shè)置DMA傳輸?shù)钠鹬沟刂泛烷L度</p><p>　　rZDISRC0=srcAddr|(dw<<30)|(1<<28);/* dw 為DMA傳輸寬度 */</p><p>　　rZDIDES0=dstAddr|( 2<<30)|(1<<28);</p><

27、p>　　rZDICNT0=length |( 2<<28)|(1<<26)|(3<<22)|(1<<20);</p><p>　　啟動DMA傳輸并開始計時</p><p>　　rZDCON0=0x1; </p><p>　　Timer_Start(3);</p><p>　　DMA的內(nèi)存拷

28、貝操作 </p><p>　　等待傳輸完成，傳輸完成標記將在DMA中斷服務(wù)程序中置位</p><p>　　while(zdma0Done==0);</p><p>　　返回當前定時計數(shù)器中的值</p><p>　　time=Timer_Stop();</p><p>　　Uart_Printf("ZDMA0

29、 :time=%f\n",time*128E-6);</p><p><b>　　關(guān)中斷</b></p><p>　　rINTMSK=BIT_GLOBAL;</p><p><b>　　DMA中斷處理函數(shù)</b></p><p>　　void isr_dma0(void){</p&g

30、t;<p>　　rI_ISPC=BIT_ZDMA0;</p><p>　　/* 設(shè)置傳輸完畢標志 */ </p><p>　　zdma0Done = 1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　實驗報告要求</b></p><p&g

31、t;　　什么叫DMA傳送方式?試說明DMA方式傳送數(shù)據(jù)的主要步驟。</p><p>　　試比較DMA傳輸、查詢式傳輸及中斷方式傳輸之間的優(yōu)缺點和適用場合? </p><p><b>　　七、程序代碼：</b></p><p>　　/*********************************************************

32、*****/</p><p>　　/* */</p><p>　　/* FILE NAME VERSION */</p><p>　　/*

33、 */</p><p>　　/* DMA.C 1.0 */</p><p>　　/* */&l

34、t;/p><p>　　/*DESCRIPTION */</p><p>　　/* */</p><p>　　/* JX44B0(S3C44B0X)DMA實驗

35、 */</p><p>　　/* */</p><p>　　/* */</p>&l

36、t;p>　　/* DATA STRUCTURES */</p><p>　　/* */</p><p>　　/* FUNCTIONS :

37、 */</p><p>　　/* 在JX44B0教學(xué)實驗箱進行DMA方式內(nèi)存拷貝的實驗 */</p><p>　　/* */</p><p>　　/* DEPENDENCIES

38、 */</p><p>　　/* JX44B0-1 */</p><p>　　/* JX44B0-2 */<

39、/p><p>　　/* JX44B0-3 */</p><p>　　/* */</p><p>　　/*

40、 */</p><p>　　/* NAME: */</p><p>　　/* REMARKS: */</p>

41、<p>　　/* */</p><p>　　/* Copyright (C) 2003 Wuhan CVTECH CO.,LTD */</p><p>　　/***********************************

42、***************************/</p><p>　　/**************************************************************/</p><p>　　/* 學(xué)習(xí)ARM處理器中DMA方式的處理方法： */</p><p>　　/* DMA方式:內(nèi)存-

43、>內(nèi)存 DMA方式傳輸數(shù)據(jù) */</p><p>　　/* 注意: 學(xué)習(xí)該實驗之前請先學(xué)習(xí)interrupt中斷處理實驗 */</p><p>　　/**************************************************************/</p><p>　　

44、/* 包含文件 */</p><p>　　#include "44b.h"</p><p>　　#include "44blib.h"</p><p>　　#include "rtc.h"</p><p>　　typedef (*ISR_ROUTINE_ENTRY)(void);&l

45、t;/p><p>　　#define Printf Uart_Printf</p><p>　　/* functions */</p><p>　　void Zdma0(int srcAddr,int dstAddr,int length);</p><p>　　void Zdma0Done(void);</p><p>

46、　　void Test_Zdma0(void);</p><p>　　void isr_dma0(void);</p><p>　　/* globals */</p><p>　　volatile int zdma0Done;</p><p>　　void IsrIRQ() __attribute__ ((interrupt("IR

47、Q")));</p><p>　　/**************************************************************/</p><p>　　// Function name: IsrIRQ</p><p>　　// Description : 非矢量方式下中斷的查表處理</p><p

48、>　　//中斷地址表位于0x0c7fff00開始的256字節(jié)</p><p>　　// Return type: void</p><p>　　// Argument : void</p><p>　　**************************************************************/<

49、/p><p>　　void IsrIRQ()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int count = 0;</p><p>　　unsigned int isr_pending;</p><p>　　unsigned int isr_mask = 0x00000001;&l

50、t;/p><p>　　unsigned int isr_mask_set = rINTMSK;</p><p>　　ISR_ROUTINE_ENTRY isr_routine_entry = (ISR_ROUTINE_ENTRY)0x0;</p><p><b>　　__asm__(</b></p><p>　　"

51、;STMFD SP!, {r1,r4-r8}@ SAVE r1,r4-r10 \n"</p><p>　　"nop \n");</p><p>　　isr_pending = (rINTPND & ~isr_mask_set);</p><p>　　while(isr_mask)</p><p>&

52、lt;b>　　{</b></p><p>　　if(isr_pending&isr_mask)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　isr_routine_entry = (ISR_ROUTINE_ENTRY)(*(int*)(HandleADC+count));</p><

53、p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　count+=4;</b></p><p>　　isr_mask <<= 1;</p><p><b>　　}</b></p&

54、gt;<p>　　if(isr_routine_entry) (*isr_routine_entry)();</p><p><b>　　__asm__ (</b></p><p>　　"LDMFD SP!, {r1,r4-r8}@ RESTORE r1,r4-r10 \n"</p><p>　　&quo

55、t;nop \n");</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************************************************************/</p><p>　　// Function name: init_interrupt_handler</p>

56、<p>　　// Description : 非矢量方式下中斷向量表初始化處理</p><p>　　// Return type: void</p><p>　　// Argument : irq_handler</p><p>　　// 中斷處理函數(shù)入口</p><p>　　******

57、********************************************************/</p><p>　　void init_interrupt_handler(unsigned int irq_handler) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</

58、b></p><p>　　rINTPND = 0x00000000;/* 清除所有未決的中斷*/</p><p>　　rI_ISPC = 0x03FFFFFF; </p><p>　　for( i = 0; i < 256; i+=4)/* 清除中斷表*/</p><p><b>　　{</b>

59、</p><p>　　*(unsigned int*)(_ISR_STARTADDRESS+i) = 0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　*(unsigned int*)(HandleIRQ) = irq_handler;/* 設(shè)置IRQ模式處理函數(shù)*/</p><p><b>

60、;　　}</b></p><p>　　/**************************************************************/</p><p>　　// Function name: install_isr_handler</p><p>　　// Description : 非矢量方式下中斷向量的安裝&

61、lt;/p><p>　　// Return type: void</p><p>　　// Argument : irq_no, 中斷號</p><p>　　// irq_routine, 中斷處理函數(shù)地址</p><p>　　********************************************

62、******************/</p><p>　　void install_isr_handler(int irq_no, void* irq_routine)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*(unsigned int*)(irq_no) = (unsigned int)irq_routine;<

63、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************************************************************/</p><p>　　// Function name: Main</p><p>　　// Description : DMA測

64、試程序主函數(shù)</p><p>　　// 內(nèi)存->內(nèi)存 DMA方式傳輸數(shù)據(jù)</p><p>　　// 傳輸完畢引發(fā)DMA中斷</p><p>　　// 注冊中斷源:BIT_ZDMA0</p><p>　　// Return t

65、ype: int</p><p>　　// Argument : void</p><p>　　**************************************************************/</p><p>　　int Main(void)</p><p><b>　　{</

66、b></p><p>　　Uart_Select(0);</p><p>　　Uart_Init(MCLK, 115200);</p><p>　　Uart_Printf("DMA TEST PROGRAM\n");</p><p>　　rINTCON=0x7; /* Non-vect,IRQ disab

67、le,FIQ disable*/</p><p>　　init_interrupt_handler((unsigned int)IsrIRQ);</p><p>　　install_isr_handler(HandleZDMA0, (void*)isr_dma0);</p><p>　　rINTMOD=0x0;/*設(shè)置所有中斷為IRQ模式*/</p

68、><p>　　rINTMSK=(0x07ffffff&~(BIT_GLOBAL|BIT_ZDMA0));/* 使能TICK中斷*/</p><p>　　rINTCON=0x5;/* 打開IRQ模式的中斷*/</p><p>　　Test_Zdma0();</p><p><b>　　while(1);</

69、b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*************************************************************/</p><p>　　// Function name: Test_Zdma0</p><p>　　// Descript

70、ion : test zdma 0</p><p>　　// Return type: void</p><p>　　// Argument : void</p><p>　　**************************************************************/</p><p&g

71、t;　　void Test_Zdma0(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char *src, *dst;</p><p><b>　　int i;</b></p><p>　　unsigned int memSum;</p>&

72、lt;p>　　Uart_Printf("[ZDMA0 MEM2MEM Test]\n");</p><p>　　dst=(unsigned char *)malloc(0x80000);</p><p>　　src=(unsigned char *)malloc(0x80000);</p><p>　　/* 將dst區(qū)域設(shè)置為非Cachea

73、ble區(qū)域，關(guān)閉Cache */ </p><p>　　rNCACHBE1=(((((unsigned)dst+0x100000)>>12) +1 )<<16 )|((unsigned)dst>>12);</p><p>　　Uart_Printf("dst=%x,src=%x\n",(int)dst,(int)src);</p

74、><p>　　Zdma0((int)src,(int)dst,0x80000); </p><p>　　free(src);</p><p>　　free(dst);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/************************************

75、*************************/</p><p>　　// Function name: Zdma0</p><p>　　// Description : 以三種不同的方式進行數(shù)據(jù)拷貝，檢查其時間消耗</p><p>　　// Return type: void</p><p>　　// Argument

76、 : srcAddr，拷貝數(shù)據(jù)的起始地址</p><p>　　// dstAddr，拷貝數(shù)據(jù)的目的地址</p><p>　　// length， 拷貝數(shù)據(jù)的長度</p><p>　　**************************************************************

77、/</p><p>　　void Zdma0(int srcAddr,int dstAddr,int length)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int time;</b></p><p>　　/* 將目標地址設(shè)置為非Cache區(qū) */</p>

78、<p>　　rNCACHBE1 = (((((unsigned)dstAddr+0x100000)>>12) +1 )<<16 ) |</p><p>　　((unsigned)dstAddr>>12);</p><p>　　/* 測試單字節(jié)方式的拷貝時間 */</p><p>　　/* 啟動定時器，精度128us，用于

79、計時 */</p><p>　　Timer_Start(3);</p><p>　　for( time = 0; time < length; time++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*(unsigned char*)(dstAddr+time) = *(unsigned cha

80、r*)(srcAddr+time);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/* 返回當前定時計數(shù)器中的值 */</p><p>　　time=Timer_Stop();</p><p>　　/* 輸出拷貝的時間 */</p><p>　　Uart_Printf("

81、Copy Bytes :time=%f\n",time*128E-6);</p><p>　　/* 測試雙字節(jié)方式的拷貝時間 */</p><p>　　Timer_Start(3);</p><p>　　for( time = 0; time < length; time+=2)</p><p><b>　　{<

82、;/b></p><p>　　*(unsigned short*)(dstAddr+time) = *(unsigned short*)(srcAddr+time);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　time=Timer_Stop();</p><p>　　Uart_Printf(&qu

83、ot;Copy short words :time=%f\n",time*128E-6);</p><p>　　/* 測試字節(jié)方式的拷貝時間 */</p><p>　　Timer_Start(3);</p><p>　　for( time = 0; time < length; time+=4)</p><p><b&g

84、t;　　{</b></p><p>　　*(unsigned long*)(dstAddr+time) = *(unsigned long*)(srcAddr+time);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　time=Timer_Stop();</p><p>　　Uart_Prin

85、tf("Copy words :time=%f\n",time*128E-6);</p><p>　　/* 清除傳輸完畢標志 */</p><p>　　zdma0Done=0;</p><p>　　/* 設(shè)置DMA傳輸?shù)钠鹬沟刂泛烷L度 */</p><p>　　rZDISRC0=srcAddr|( 2<<30)

86、|(1<<28);</p><p>　　rZDIDES0=dstAddr|( 2<<30)|(1<<28);</p><p>　　rZDICNT0=length |( 2<<28)|(1<<26)|(3<<22)|(1<<20);</p><p>　　/* 啟動DMA傳輸 */<

87、;/p><p>　　rZDCON0=0x1; </p><p>　　Timer_Start(3);</p><p>　　/* 等待傳輸完成 */</p><p>　　while(zdma0Done==0);</p><p>　　/* 返回當前定時計數(shù)器中的值 */</p><p>　　time=Ti

88、mer_Stop();</p><p>　　/* 輸出一次傳送的時間 */</p><p>　　Uart_Printf("ZDMA0 :time=%f\n",time*128E-6);</p><p>　　rINTMSK=BIT_GLOBAL;</p><p><b>　　}</b></p>

89、;<p>　　/*************************************************************/</p><p>　　// Function name: isr_dma0</p><p>　　// Description : DMA0 中斷處理例程</p><p>　　// Return type

90、: void</p><p>　　// Argument : void</p><p>　　***************************************************************/</p><p>　　void isr_dma0(void)</p><p><b>　　{&l