DMA - для чего он и как его использовать Опции

[Abakt]

Подскажите для чего нужен DMA и если можно пример как его использовать. Пример "фирменный" или свой - в чем "СОЛЬ" DMA ?

[beer_warrior]

DMA aka Direct Memory Access - дает возможность принимать данные полностью на аппаратном уровне. Проинициализировав DMA один раз можно уже не беспокоиться об обработке приема/передачи. Например УАРТ надо постоянно поллить или вызывать прерывание по получению байта. С помощью DMA указываеться адрес буфера и количество байт. После этого ядро будет заниматься своими делами, а данные потихоньку капать в буфер. Прерывание вызоветься уже по окончании приема. То же самое и с передачей.

[Abakt]

Спасибо. подскажите апноут какой нить чтоб посмотреть конкретно.

и еще - этот буфер будет требовать данные или принимть по мере помтупления ? т.е. как передатчик даст ... или по всякому бывает.

и еще - ресь идет о внутренней РАМ или и внешней тоже ?

[Abakt]

и какова скорость приема дданных ? например по параллельному интерфейсу в LPC или SAM - во сколько раз медленней такта ?

[defunct]

DMA - это маленький простеникий и тупой slave сопроцессор, который занимается только тем что копирует данные из одного места в другое. Сам по себе DMA работать не может. Основной процессор должен инициализировать DMA - задать ему адрес источника данных, адрес приемника данных, количество данных, после чего - запустить DMA. DMA оповестит основной процессор с помощью прерывания после того как окончит работу.

Скорость работы DMA - определяется источником и приемником данных. С памятью DMA работает точно также как и процессор, т.о. он может писать и во внешнюю память и во внутреннюю. За исключением того, что DMA и процессору приходится делить шину памяти. Доминирует на шине процессор, тобиш если процессору срочно потребовалось что-то прочитать/записать в/из памяти - то DMA в это время будет курить в сторонке.

[beer_warrior]

Спасибо. подскажите апноут какой нить чтоб посмотреть конкретно.

Нечего там смотреть. Прописываются два регистра - указатель на буфер и количество байт. Для SAM все описание узла страницы на три включая раскладку регистров.

и еще - этот буфер будет требовать данные или принимть по мере помтупления ? т.е. как передатчик даст ... или по всякому бывает.

По сути DMA это второй счетчик адреса. Т.е. в обычном режиме идет пересылка IO -> регистры ядра -> RAM, с DMA IO -> RAM (для передачи наоборот) пока не насчитает заданное количество байт.
Для IO будет ждать готовности данных, для памяти будет молотить пока свободна шина.

[Abakt]

большое спасибо за помощь. сижу разбираюсь.

[zltigo]

Доминирует на шине процессор, тобиш если процессору срочно потребовалось что-то прочитать/записать в/из памяти - то DMA в это время будет курить в сторонке.

C сточностью до наоборот - курить будет процессор, а DMA будет его тормозить и тупо выполнять его приказ.

[Dron_Gus]

C сточностью до наоборот - курить будет процессор, а DMA будет его тормозить и тупо выполнять его приказ.

Странно. Всегда считал наоборот. Например DMA у ARMов от TI курят как раз, когда проц работает.

[beer_warrior]

C сточностью до наоборот - курить будет процессор, а DMA будет его тормозить и тупо выполнять его приказ.

А и действительно. Не дадите ли ссылку на доку? Момент ведь весьма принципиальный.

[ASN]

zltigo
Режим работы контроллера DMA определяется в первую очередь типом используемой накристальной шины. В частности, шина AHB может иметь несколько ведущих и ведомых, и несколько шина адреса данных, подключаемых через мультиплексор. Поэтому время задержки транзакции незначительно, то есть как CPU, так и DMA имеют, в среднем, одинаковые возможности для доступа к ресурсам.
Поправите, если не прав.
Abakt
В режиме DMA не используются ресурсы (регистры, АЛУ и т.п.) на операции пересылки данных.

[sonycman]

А и действительно. Не дадите ли ссылку на доку? Момент ведь весьма принципиальный.

Вот что написано в мануале к SAM7S:

The Memory Controller has a simple, hard-wired priority bus arbiter that gives the control of the
bus to one of the two masters. The Peripheral DMA Controller has the highest priority; the ARM
processor has the lowest one.
[AT91SAM7S.pdf, 6175G–ATARM–22-Nov-06, page 120]

Действительно, курить в сторонке будет процессор, а не DMA...

Сообщение отредактировал sonycman - Feb 1 2007, 00:41

[Karl]

Помогите, пожалуйста, с конкретной задачей: Необходимо через ДМА передавать массив в SPI и получать из него ответ (контроллер SAM7S64). Какие операции необходимо произвести?

[Kitsok]

Помогите, пожалуйста, с конкретной задачей: Необходимо через ДМА передавать массив в SPI и получать из него ответ (контроллер SAM7S64). Какие операции необходимо произвести?

Вот как делаю я (коментарии от специалистов приветствуются )
Здесь только отсылка, ну и особенности от FreeRTOS, но общий смысл должен быть понятен.

Код

void SPI_task(void *pvParameters)
{
    unsigned portCHAR i;
    unsigned portCHAR SPI_buf[8];
    ( void ) pvParameters;
    portENTER_CRITICAL();

    AT91F_PMC_EnablePeriphClock(AT91C_BASE_PMC, 1 << AT91C_ID_SPI);
    AT91F_PIO_CfgPeriph(AT91C_BASE_PIOA, AT91C_PA11_NPCS0 |
        AT91C_PA12_MISO |
        AT91C_PA13_MOSI |
        AT91C_PA14_SPCK, 0);
    AT91F_SPI_Reset(AT91C_BASE_SPI);

    AT91C_BASE_SPI->SPI_MR=0x0E0011;//Master mode, fixed select, disable decoder, FDIV=0 (MCK), PCS=1110

    AT91F_SPI_CfgCs(AT91C_BASE_SPI, 0,  AT91C_SPI_NCPHA | (128 << 8) | 0x04 );
    AT91F_SPI_Enable(AT91C_BASE_SPI);
    AT91F_PDC_Open(AT91C_BASE_PDC_SPI);
    for(i=0;i<8;i++) SPI_buf[i]=i;
    portEXIT_CRITICAL();

    for(;;)

     {
        while(AT91F_SPI_SendFrame(AT91C_BASE_SPI,(char*) &SPI_buf[0],8,0,0) == 0)
          vTaskDelay(portTICK_RATE_MS * 10);
        i++;
        SPI_buf[7]=i;
        vTaskDelay(portTICK_RATE_MS * 1000);
     }
}

[Karl]

Спасибо, вроде все понятно. А с приемом Вы не разбирались?

[Kitsok]

Спасибо, вроде все понятно. А с приемом Вы не разбирались?

Нет, мне пока без надобности. Я на прием PDC использую с ADC. Код надо?

[Dron_Gus]

Нет, мне пока без надобности. Я на прием PDC использую с ADC. Код надо?

Мне надо. Если не затруднит.

[Karl]

Спасибо, вроде все понятно. А с приемом Вы не разбирались?

Нет, мне пока без надобности. Я на прием PDC использую с ADC. Код надо?

Да, пригодится. Кстати, передача заработала сразу Спасибо!

У меня на SPI АЦП сидит. Так что надо и передачу и прием.

[zltigo]

The Memory Controller has a simple, hard-wired priority bus arbiter that gives the control of the
bus to one of the two masters. The Peripheral DMA Controller has the highest priority; the ARM
processor has the lowest one.
[AT91SAM7S.pdf, 6175G–ATARM–22-Nov-06, page 120]

Действительно, курить в сторонке будет процессор, а не DMA...

Причем по другому для периферийного железа которое не имеет своих буферов и быть не может,
например, летит в 100 Mbit интерфейс 1500 байтовый пакет. Куда ему прикажете его девать?
Тут уж или терять, или процессор идет на перекур. Без вариантов.

zltigo
Режим работы контроллера DMA определяется в первую очередь типом используемой накристальной шины.

Определяется, например, свежие LPC23xx имеют два банка памяти и соответственно две шины,
что позволяет достаточно независимо работать DMA (в своих 8K) и CPU каждому в своем банке большую часть времени. Обычные ARM7 такого не имеют.

[defunct]

Причем по другому для периферийного железа которое не имеет своих буферов и быть не может,
например, летит в 100 Mbit интерфейс 1500 байтовый пакет. Куда ему прикажете его девать?
Тут уж или терять, или процессор идет на перекур. Без вариантов.

Действительно.
My bad..

[Kitsok]

Это инициализация

Код

#define NCHANNELS 8

extern volatile unsigned portSHORT sADC_RAW[NCHANNELS*2];
#define   TRGEN    (0x0)    // Hardware triggering
#define   TRGSEL   (0x0)    // Use a Timer output signal (on rising edge) from TIOA0 (for this example)
#define   LOWRES   (0x0)    // 8-bit result output
#define   SLEEP    (0x0)    // Normal Mode
#define   PRESCAL  (0x0f)    // Max value
#define   STARTUP  (0xc)    // This time period must be higher than 20 ╣s and not 20 ms
#define   SHTIM    (0x2)    // Must be higher than 3 ADC clock cycles but depends on output
                            // impedance of the analog driver to the ADC input

void InitADC(void) {

  // Reset ADC
  AT91F_ADC_SoftReset (AT91C_BASE_ADC);

  // Open PDC for ADC
  AT91F_PDC_Open (AT91C_BASE_PDC_ADC);

  // Configure PDC for 2 buffers NCHANNELS bytes long each (Warning! Depends on LOWRES bit)
  AT91F_PDC_ReceiveFrame ( AT91C_BASE_PDC_ADC ,
                                (char *) &sADC_RAW[0], NCHANNELS,
                                (char *) &sADC_RAW[NCHANNELS], NCHANNELS);

  // Configure ADC
  AT91F_ADC_CfgModeReg (AT91C_BASE_ADC, (SHTIM << 24) | (STARTUP << 16) | (PRESCAL << 8) |
                             (SLEEP << 5) | (LOWRES <<4) | (TRGSEL << 1) | (TRGEN ) );

  // Enable all 8 channes
  AT91F_ADC_EnableChannel(AT91C_BASE_ADC, (1<<NCHANNELS) - 1);

  // Fire conversion
  AT91F_ADC_StartConversion(AT91C_BASE_ADC);
}

А это собственно работа

Код

        // Check what buffer to use from ADC
        if (AT91C_BASE_PDC_ADC->PDC_RCR == 0)
         {
          ptrADC_RAW=NCHANNELS;
          AT91F_PDC_ReceiveFrame ( AT91C_BASE_PDC_ADC ,
                                (char *) &sADC_RAW[0], NCHANNELS,
                                (char *) &sADC_RAW[NCHANNELS], NCHANNELS);
         }
        else
         {
          ptrADC_RAW=0;
         }

        // Re-fire conversion
        AT91F_ADC_StartConversion(AT91C_BASE_ADC);

Тут возможно следовало бы использовать библиотечные функции, но я не запарился и читаю напрямую PDC_RCR.
ptrADC_RAW нужен для того, чтобы знать, в какой части буфера лежат свежие данные:

Код

// Convert 10-bit wide ADC results into 8-bit wide
          // Clean target array
          for(i=0;i<(NCHANNELS*10/8);i++) ucAxes[i]=0;

          // Do bit manipulations
          // The trick with +0x0200 & 0x03ff is - we need negative 10-bit wide number
          for(i=0;i<(NCHANNELS*10);i++)
           {
            ucAxes[i/8] += (((((sADC_RAW[ptrADC_RAW+(i/10)] + 0x0200)&0x03ff)>> (i%10))  & 0x01) << (i%8));
           }

Сообщение отредактировал Kitsok - Feb 2 2007, 11:51

[Karl]

Можно ли одновременно передавать массив данных в SPI через ДМА и получать данные из SPI через тот же ДМА? Что-то у меня не получается такой обмен... Передача идет, а прием - нет.

[Kitsok]

Можно ли одновременно передавать массив данных в SPI через ДМА и получать данные из SPI через тот же ДМА? Что-то у меня не получается такой обмен... Передача идет, а прием - нет.

Ну вообще, PDA - штука двунаправленная, но конкретику надо смотреть в даташите и всяких примерах. Я не реализовывал двунаправленную передачу по SPI.

[Karl]

Можно ли одновременно передавать массив данных в SPI через ДМА и получать данные из SPI через тот же ДМА? Что-то у меня не получается такой обмен... Передача идет, а прием - нет.

Ну вообще, PDA - штука двунаправленная, но конкретику надо смотреть в даташите и всяких примерах. Я не реализовывал двунаправленную передачу по SPI.

Спасибо, вроде разобрался. Заработало.

[Kitsok]

Спасибо, вроде разобрался. Заработало.

Добрый день!

А можете код показать? Удалось ли принимать данные с использованием PDC?

[Karl]

Спасибо, вроде разобрался. Заработало.

Добрый день!

А можете код показать? Удалось ли принимать данные с использованием PDC?

Да, передачу и прием по PDC организовать удалось. Проблемы, как оказалось, были не с PDC, а с некорректной работой с SPI.
Инициализация SPI:

Код

void SPI_ini(void)
{

    AT91F_SPI_Reset(AT91C_BASE_SPI);
    //delay_ms(5);
    // Инициализация SPI. Запустим на работу с частотой примерно 2,5 МГц
    // Конфигурация канала АЦП (2 канал)
    AT91F_PMC_EnablePeriphClock(AT91C_BASE_PMC, 1 << AT91C_ID_SPI);        // Тактирование на SPI
    
    AT91F_SPI_CfgMode(AT91C_BASE_SPI,
                    1<<0|                //Интерфейс работает в режиме ведущего.
                    0<<1|                //Фиксированный выбор корпуса внешнего периферийного устройства.
                    0<<2|                //PCSDEC: Декодирование выбора корпуса 0 = Периферийные устройства непосредственно подключены к выводам выбора корпуса.
                    0<<4|                //MODFDIS: Определение ошибки режима работы 0 =Определение ошибки режима работы запрещено.
                    0<<7|                // Зацикливание 0 - отключено
                    0xb<<16);                // PCS: Выбор корпуса периферии  Корпус 3
        
    AT91F_SPI_CfgCs(AT91C_BASE_SPI,2,
                    AT91C_SPI_BITS_8|            // 8 бит в пакете
                    400<<8|                        // Частота SPI в 20 наза меньше MCK    (необходимо не более 2,5 МГц)
                    2<<16|                        // Задержка перед выдачей тактовой частоты
                    0<<24|                        // Задержка между последовательными передачами данных
                    1<<1);


    AT91F_SPI_Enable(AT91C_BASE_SPI);
    AT91F_PDC_Open(AT91C_BASE_PDC_SPI);
}

Собственно работа:

Код

for(;;)

{
while(AT91F_SPI_SendFrame(AT91C_BASE_SPI,(char*) &SPI_buf_TX[0],sizeof(SPI_buf_TX),0,0) == 0);
        u08 a = AT91F_SPI_ReceiveFrame(AT91C_BASE_SPI,(char*) &SPI_buf_RX[0],sizeof(SPI_buf_TX),0,0);
    // Ожидаем, пока приемный буфер заполнится. В дальнейшем включу на прерывание.
    while(!( a = AT91C_BASE_SPI->SPI_SR & AT91C_SPI_ENDRX));
    ...
    ...    
    ...    
}

[Kitsok]

Спасибо большое!

Я так и думал, что в общем-то ничего сложного.

[beer_warrior]

Собственно работа:

Код

for(;;)

{
while(AT91F_SPI_SendFrame(AT91C_BASE_SPI,(char*) &SPI_buf_TX[0],sizeof(SPI_buf_TX),0,0) == 0);
        u08 a = AT91F_SPI_ReceiveFrame(AT91C_BASE_SPI,(char*) &SPI_buf_RX[0],sizeof(SPI_buf_TX),0,0);
    // Ожидаем, пока приемный буфер заполнится. В дальнейшем включу на прерывание.
    while(!( a = AT91C_BASE_SPI->SPI_SR & AT91C_SPI_ENDRX));
    ...
    ...    
    ...    
}

Кстати абсолютно не вижу кайфа в такой конструкции.
ДМА гонит данные, ядро ожидает завершения. Точно так же можно использовать и программные счетчик и указатель.
Чтобы действительно получить выигрыш, флажок завершения приема/передачи надо прицепить к прерыванию. В таком случае действительно ДМА будет жить своей жизнью, а ядро отвлекаться на подготовку/обработку данных один раз на фрейм, а в остальное время заниматься чем-то полезным.

[Karl]

Собственно работа:

Код

for(;;)

{
while(AT91F_SPI_SendFrame(AT91C_BASE_SPI,(char*) &SPI_buf_TX[0],sizeof(SPI_buf_TX),0,0) == 0);
        u08 a = AT91F_SPI_ReceiveFrame(AT91C_BASE_SPI,(char*) &SPI_buf_RX[0],sizeof(SPI_buf_TX),0,0);
    // Ожидаем, пока приемный буфер заполнится. В дальнейшем включу на прерывание.
    while(!( a = AT91C_BASE_SPI->SPI_SR & AT91C_SPI_ENDRX));
    ...
    ...    
    ...    
}

Кстати абсолютно не вижу кайфа в такой конструкции.
ДМА гонит данные, ядро ожидает завершения. Точно так же можно использовать и программные счетчик и указатель.
Чтобы действительно получить выигрыш, флажок завершения приема/передачи надо прицепить к прерыванию. В таком случае действительно ДМА будет жить своей жизнью, а ядро отвлекаться на подготовку/обработку данных один раз на фрейм, а в остальное время заниматься чем-то полезным.

А Вы прочитайте внимательнее комментарии. Я выложил кусок тестовой програмки. Так проще разобраться в коде тем, кто будет смотреть. Реально у меня все на прерываниях.

[Kitsok]

Кстати абсолютно не вижу кайфа в такой конструкции.
ДМА гонит данные, ядро ожидает завершения. Точно так же можно использовать и программные счетчик и указатель.
Чтобы действительно получить выигрыш, флажок завершения приема/передачи надо прицепить к прерыванию. В таком случае действительно ДМА будет жить своей жизнью, а ядро отвлекаться на подготовку/обработку данных один раз на фрейм, а в остальное время заниматься чем-то полезным.

Ну почему-же нету кайфа.

Я например под FreeRTOS клепаю, так у меня, пока данные не готовы, будет отдаваться выполнение другим задачам

Другой вопрос меня интересует, может доку не внимательно читал.

Вот допустим, я так сделал железо, что один и тот-же ChipSelect у меня работает и на передачу и на прием (разнос по сигналами MOSI/MISO).
Запускаю я одновременно и передачу и прием.
SPI может дупелксно и передавать и принимать?

[HARMHARM]

Другой вопрос меня интересует, может доку не внимательно читал.

Вот допустим, я так сделал железо, что один и тот-же ChipSelect у меня работает и на передачу и на прием (разнос по сигналами MOSI/MISO).
Запускаю я одновременно и передачу и прием.
SPI может дупелксно и передавать и принимать?

The SPI is a full duplex serial interface, designed to be able to handle multiple masters and slaves connected to a given bus.
Это иэ доки на LPC2194.
Одновременно сдвигаются и регистр приема, и регистр передачи.

[Karl]

Вот допустим, я так сделал железо, что один и тот-же ChipSelect у меня работает и на передачу и на прием (разнос по сигналами MOSI/MISO).
Запускаю я одновременно и передачу и прием.
SPI может дупелксно и передавать и принимать?

SPI работает в дуплексном режиме. По каждому тактовому сигналу один битик передается и один принимается.

[Slonic]

Подскажите, пожалуйста, можно ли использовать DMA в случае, когда мне необходимо принимать поток данных с 8-разрядной параллельной шины (быстрый АЦП)? Или это все работает только для внутренних переферийных устройств процессора?

[Kitsok]

SPI работает в дуплексном режиме. По каждому тактовому сигналу один битик передается и один принимается.

А вот тут возникает интересный вопрос с ChipSelect - если в процессе передачи я меняю адрес устройства для приема, то что будет, старый PCS так и останется активным и новый PCS станет активным, или нет?

[Karl]

SPI работает в дуплексном режиме. По каждому тактовому сигналу один битик передается и один принимается.

А вот тут возникает интересный вопрос с ChipSelect - если в процессе передачи я меняю адрес устройства для приема, то что будет, старый PCS так и останется активным и новый PCS станет активным, или нет?

Изменяемый выбор периферийного устройства позволяет вести буферизованную передачу данных с различными периферийными устройствами без перепрограммирования содержимого регистра управления режимом работы. Информация записывается в передающий регистр данных словом в 32-битной ширины, и содержит передаваемые данные и номер периферийного устройства, которому они предназначены. При использовании контроллера ПДП периферии (PDC) в этом режиме необходимы 32 - битные буферы, с хранением данных в LSB и полями PCS и LASTXFER в MSB. Интерфейс может управлять количеством бит данных, передаваемых по линиям MISO и MOSI за один сеанс передачи (8 или 16) с помощью регистров управления выбором корпуса. Если исходить из размера выделяемой под буфера памяти, это не самый оптимальный способ, но он предоставляет очень эффективные возможности для обмена данных с несколькими периферийными устройствами без занятия процессора.

[Kitsok]

Всем привет!

Вчера вперся в непонятную проблему, решения (кроме совсем тупого) пока не нашел.

Итак, вывод данных у меня сделан с помощью 74HC595, ввод - 74НС165.
Висят на одном CS, точноо, к '165 CS вообще не подключен.
В настройках CPOL=0, NCPHA = 1.

Делаю пока без PDC, потому что не могу элементарно найти глюк.

Отсылаю байт, жду, принимаю байт.
Отсылка работает нормально, '595 принимает байт, на выводах все, что нужно. А вот при приеме затесывается лишняя единичка в начале (LSB). Т.е. у '165 все входы подтянуты к земле, однако принимаю я 0х01.

Меняю CPOL=1, начинает работать ввод, но теряется один бит на выводе.

Учитался даташитов, не могу понять, что не так.

Тупое решение проблемы - раздельный вывод и ввод, т.е. менять CSR между циклом вывода и ввода. Но это значет, что прощай дуплекс, сначала 40 мс ждем пока все данные улетят в вывод, потом столько-же, пока данные прилетят со ввода.
Что делать - не понятно...

[Dron_Gus]

А обьясните мне глупому по PDC у SAM7. Предположим хочу использовать его для чтения DataFlash. Но ведь чтоб пришел байт, нужно и послать байт. Значит для чтения нужно "гнать" какие-нить левые данныеи и "туда"? И абсолютно безразлично какие? Т.е. я могу настроить блок PDC на передачу на тот же буфер, что и приемник, например?

[Сергей Борщ]

Значит для чтения нужно "гнать" какие-нить левые данныеи и "туда"? И абсолютно безразлично какие? Т.е. я могу настроить блок PDC на передачу на тот же буфер, что и приемник, например?

Да.

Отсылка работает нормально, '595 принимает байт, на выводах все, что нужно. А вот при приеме затесывается лишняя единичка в начале (LSB). Т.е. у '165 все входы подтянуты к земле, однако принимаю я 0х01.

Увы, так и есть. 595 защелкивает по фронту тактового импульса, 165 выдает первый бит по этому же фронту, т.е. уже после чтения в SPI. Вот и получается сдвиг на бит. К сожалению, в SPI нет режима, в котором данные выставляются по фронту а читаются по срезу. Можно включить инвертор в цепь CLK одного из регистров, может и поможет - надо помедитировать над времянкой.