经验分享 | DMA助力实时控制

 void config_uart(void){    hpm_stat_t stat;    uart_config_t config = {0};        /* if TEST_UART is same as BOARD_CONSOLE_BASE, it has been initialized in board_init(); */    uart_default_config(HPM_UART7, &config);    config.baudrate = 2500000UL;    config.fifo_enable = true;    //config.dma_enable = true;    clock_set_source_divider(clock_uart7, clk_src_pll0_clk0, 5);//80Mhz    clock_add_to_group(clock_uart7, 0);    config.src_freq_in_hz = clock_get_frequency(clock_uart7);//clock_get_frequency(clock_uart0);    config.rx_fifo_level = uart_rx_fifo_trg_gt_three_quarters;/* this config should not change *///uart_rx_fifo_trg_not_empty;     config.rxidle_config.detect_enable = true;    config.rxidle_config.detect_irq_enable = true;    config.rxidle_config.idle_cond = uart_rxline_idle_cond_rxline_logic_one;    config.rxidle_config.threshold = 20U; /* 20bit */    stat = uart_init(HPM_UART7, &config);    if (stat != status_success) {        printf("failed to initialize uart\n");    }    //uart_enable_irq(HPM_UART0, uart_intr_rx_data_avail_or_timeout);    intc_m_enable_irq_with_priority(IRQn_UART7, 1);}

下面DMA配置启用了链式传输，实现DMA循环触发UART读取位置信息。

构建两个相互链接的 DMA 任务描述符列表。DMA控制器会在完成当前任务描述符的相应任务后，从 ChnLLPointer指向地址取下一个任务描述符。下一个任务描述符又关联当前描述符，如此互锁，无限循环。

描述符中DMA配置目标数据为握手模式，UART设备返回接收数据完毕信号。

为确保uart数据可以准确传输，DMA的高优先级标志位要设置为1。

 {    hpm_stat_t stat;    dma_channel_config_t rx_ch_config = { 0 };    dmamux_config(HPM_DMAMUX, ch_num, HPM_DMA_SRC_MOT0_0, true);    /* 1.1 config chain deors */    dma_default_channel_config(HPM_HDMA, &rx_ch_config);    rx_ch_config.src_addr = src;    rx_ch_config.src_width = DMA_TRANSFER_WIDTH_BYTE;  /*  In DMA handshake case, source width and destination width must be BYTE. */    rx_ch_config.src_addr_ctrl = DMA_ADDRESS_CONTROL_INCREMENT;    rx_ch_config.src_mode = DMA_HANDSHAKE_MODE_NORMAL;    rx_ch_config.dst_addr = (uint32_t)&uart_ptr->THR;    rx_ch_config.dst_width = DMA_TRANSFER_WIDTH_BYTE;  /*  In DMA handshake case, source width and destination width must be BYTE. */    rx_ch_config.dst_addr_ctrl = DMA_ADDRESS_CONTROL_FIXED;    rx_ch_config.dst_mode = DMA_HANDSHAKE_MODE_HANDSHAKE;    rx_ch_config.size_in_byte = 1;    rx_ch_config.priority = 1;    rx_ch_config.src_burst_size = DMA_NUM_TRANSFER_PER_BURST_1T;  /*  In DMA handshake case, source burst size must be 1 transfer, that is 0. */    rx_ch_config.linked_ptr = core_local_mem_to_sys_address(HPM_CORE0, (uint32_t)&deors[1]);//link to next dma action    stat = dma_config_linked_deor(HPM_HDMA, &deors[0], ch_num, &rx_ch_config);    if (stat != status_success) {        while (1) {        };    }    rx_ch_config.linked_ptr = core_local_mem_to_sys_address(HPM_CORE0, (uint32_t)&deors[0]);    stat = dma_config_linked_deor(HPM_HDMA, &deors[1], ch_num, &rx_ch_config);    if (stat != status_success) {        while (1) {        };    }

在PWM中配置DMA定期触发，配置比较器匹配触发，配置DMA输出使能。

互联管理器TRGM是HPM MCU中非常有特色的外设，可以通过配置实现多个外设的输入输出相互连接，使得多个外设可以相互配合使用。

HPM6200中TRGM支持4个DMA 请求输出，用户可以配置TRGM，从多个DMA请求输入中，选择4个连接到 DMAMUX。本文选择了PWM0的CMP14。

     pwm_set_reload(HPM_PWM0, 0, reload);    pwm_set_start_count(HPM_PWM0, 0, 0);    pwm_set_load_counter_shadow_register_trigger(HPM_PWM0,pwm_shadow_register_update_on_modify,0);    /*     * config cmp1 and cmp2     */    cmp_config[0].mode = pwm_cmp_mode_output_compare;    cmp_config[0].cmp = reload + 1;    cmp_config[0].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_hw_event;    cmp_config[1].mode = pwm_cmp_mode_output_compare;    cmp_config[1].cmp = reload + 1;    cmp_config[1].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_hw_event;    cmp_config[2].mode = pwm_cmp_mode_output_compare;//channel to update compare shadow     cmp_config[2].cmp = reload;    cmp_config[2].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_modify;    cmp_config[3].mode = pwm_cmp_mode_output_compare;//dma trigger channel    cmp_config[3].cmp = reload-100;    cmp_config[3].update_trigger = pwm_shadow_register_update_on_modify;    pwm_get_default_pwm_pair_config(HPM_PWM0, &pwm_pair_config);    pwm_pair_config.pwm[0].enable_output = true;    pwm_pair_config.pwm[0].dead_zone_in_half_cycle = 8000;    pwm_pair_config.pwm[0].invert_output = false;    pwm_pair_config.pwm[1].enable_output = true;    pwm_pair_config.pwm[1].dead_zone_in_half_cycle = 16000;    pwm_pair_config.pwm[1].invert_output = false;    /*     * config pwm     */    if (status_success != pwm_setup_waveform_in_pair(HPM_PWM0, 0, &pwm_pair_config, cmp_index, cmp_config, 2)) {        printf("failed to setup waveform\n");        while(1);    }    //====================set dma trriger from cmp[14]============================    pwm_config_cmp(HPM_PWM0, 14, &cmp_config[3]);//dma trigger    pwm_enable_dma_request(HPM_PWM0,1<<14);//enable pwm signal output to dma    trgm_dma_request_config(HPM_TRGM0,0,14);//connect cmp14 to HPM_DMA_SRC_MOT0_0

下图是DMA以20kHz触发UART定期输出的波形，定期输出0X1A，读取多摩川传感器中全部信息。

HPM5300、HPM6800、HPM6E00引入了DMAv2，增加了无限循环、DMA传输一半中断，并修改了burst传输长度定义。

下文将列举一个buck-boost电源应用通过DMAv2更新PWM的例子，演示DMA加速传输的方法和效果。

例程选用了两路交错buck-boost电路。

高效电源对功率密度有更高的要求，更高的开关频率可以降低主回路中电感和电容体积，实际应用中，中小功率的电源开关频率可达100khz以上，频繁的调节对CPU的运算能力和读写外设的速度有更高的要求。

HPM5300单次写PWM寄存器至少需要5个AHB时钟(HPM6700、HPM6300时间更长)，例程使用了8个PWM比较寄存器，CPU时钟为480Mhz、AHB总线为160Mhz，连续写入时至少0.25us，相当于120条CPU clock。

修改PWM刷新方式后，将PWM比较器寄存器的值放入DLM内存中，更新PWM只是占用了CPU 8个访问高速RAM的时间。

与HPM6200不同，DMAv2直接支持无限循环模式，CHCTRL[CTRL].INFINITELOOP设置为1即可，不需要链表实现无限循环。

将CHCTRL[CTRL].burst_opt配置为1，burst传输个数不再是2的指数次方，可以根据实际需要配置。

PWM配置需要清零SHLK[SHLK]，影子寄存器锁定功能。

其它设置与前文配置相同。

 void dma_transfer_config(uint8_t DMA_chn, uint8_t PWM_num, uint32_t* CMP0){    //---------------configure dma channel-----------------    dma_channel_config_t ch_config = {0};    DMA_chn &= 0x1F;    dma_disable_channel(HPM_HDMA, DMA_chn);//stop channel    dmamux_config(HPM_DMAMUX, DMA_chn, HPM_DMA_SRC_MOT_0,  true);//trigger source is from trgms dmacfg0    //dma_reset(APP_GPTMR_DMA);    //---------------configure dma chn0-----------------    dma_default_channel_config(HPM_HDMA, &ch_config);    ch_config.src_addr = core_local_mem_to_sys_address(HPM_CORE0, (uint32_t)&PWM_DMA_struct);//source address    //ch_config.dst_addr = (uint32_t)&HPM_PWM0->CMP[0];//destination address    ch_config.dst_addr = (uint32_t)CMP0;//destination address    ch_config.src_mode = DMA_HANDSHAKE_MODE_HANDSHAKE;//hand shake mode waiting trigger signal    ch_config.src_width = DMA_TRANSFER_WIDTH_WORD;// 32bit    ch_config.src_addr_ctrl = DMA_ADDRESS_CONTROL_INCREMENT;    ch_config.burst_opt = DMA_SRC_BURST_OPT_CUSTOM_SIZE;//burst size is actural number rather than 2^num    ch_config.src_burst_size = PWM_num;    ch_config.dst_width = DMA_TRANSFER_WIDTH_WORD;//32bit    ch_config.dst_addr_ctrl = DMA_ADDRESS_CONTROL_INCREMENT;    ch_config.dst_mode = DMA_HANDSHAKE_MODE_NORMAL;//normal    ch_config.en_infiniteloop = true;//dma will react if transize has been completed    ch_config.size_in_byte = PWM_num*4;    ch_config.linked_ptr = 0;//no link    if (status_success != dma_setup_channel(HPM_HDMA, DMA_chn, &ch_config, true)) {        printf(" dma setup channel failed\n");        return;    }}

HPM系列MCU包含了强大互联管理器和DMA模块，可以轻松实现外设无限循环的触发DMA，不需要占用CPU时间每次配置DMA触发外设。

DMA直接触发外设动作，将极大提高系统动作的一致性。伺服客户对比之前中断触发读取位置与DMA触发读取位置效果：在2000rpm时，中断触发读取位置得到的计算最大瞬时转速波动为20rpm，改为DMA触发后波动降为2rpm。

微逆应用中，同时变频、变占空比时，通过DMA定时修改PWM比较器和周期寄存器数值消除了同时修改后造成的波形偶发异常问题。

电源应用中，开关频率往往超过100kHz，对CPU的利用率要求更高，且对PWM、ACMP读写频率和内容更多，DMA读写可以有限减轻CPU负担，提高CPU效率。

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