DSP原理及应用-TMS320DM6437 课件 第七章：TMS320DM6437增强的直接存储器访问EDMA3

DSP原理及应用

第七章：增强型内存直接访问控制器EDMA3第七章：增强型内存直接访问控制器EDMA37.1概述7.2EDMA3控制器7.3EDMA3数据传输7.4参数RAM（PaRAM）7.5EDMA3的中断7.6快速DMA(QDMA)7.7实验及程序实例7.1EDMA3概述

信号处理中经常涉及大量的数据传输。利用DSP的指令可以完成数据的搬移，但这会占用大量的CPU资源。为降低CPU的负荷，通常都在DSP片内设计多通道的直接存储器访问(DMA)控制器。DMA控制器是独立于CPU的设备，一旦正确初始化后，就能独立于CPU工作，在CPU操作的同时实现片内存储器、片内外设以及外围器件间的数据传输。DMA传送时，需要使用系统的地址和数据总线以及一些控制信号线，但这些总线一般都是由CPU控制的，因此为了能够实现DMA需要由硬件自动实现总线的控制权转移，为此一般的DMA控制器需要具有以下功能：

（1）可以向CPU发出HOLD号，请求CPU让出总线，即CPU在这些总线上的引线

处于高阻状态；（2）CPU让出总线后，可以接管对总线的控制；（3）可以在总线上进行寻址和读写控制；（4）可以决定传送的数据个数；（5）可以启动数据的传送，可以判断数据传送是否结束并发出结束信号；（6）可以在结束传送后自动交出总线控制权，恢复CPU正常工作状态。

7.1EDMA3概述

为便于数据传输，在基本操作的基础上，DSP芯片的DMA控制器将数据进行了分块(block)管理，每一块又可以分为若干帧(frame)，每帧由一定长度的数据单元(element)组成。每个DMA通道的数据块和数据帧大小可以由用户自行设定。基于这些管理单元，DMA控制器提供了多种传输方式，包括元素传输、帧传输和块传输等。三种传输方式的最主要区别在于传输数据量的大小：（1）元素传输只对一个数据进行读/写操作；（2）帧传输将搬移一帧内的所有数据；（3）块传输搬移块内所有帧的数据。7.1EDMA3概述以下是DMA传输中的常用术语：●读传输：DMA控制器从源地址读取一个数据单元。●写传输：DMA控制器将读出的数据单元写入目的地址。●单元传输：包括数据的读传输与写什专输的数据传输。●数据传送单元：单个数据单元从源地址到目的地址传输，如果需要每个数据单元可以由同步事件传输。●帧：一组数据单元组成一个帧，一帧中的单元可以是间隔存放也可以连续存放的。帧传输可以同步传输，也可以异步传输。●块传输：完成若干帧的传输块的传输俞，每块内的帧数可以通过编程来设置。●阵列：一组连续的数据单元组成一个阵列，在一个阵列中单元的位置连续存放且不能改变。阵列多在二维数据传输中使用。块:多个阵列或者多个帧组成一个块。●一维传输：一组帧组成一个块。每个块中的帧个数范围是1~65536。●二维传输：一组阵列组成一个二维块，其中第一维是一个阵列中连续单元，第二维DMA控制器的工作方式有三种:方式1：存储器与外部设备之间进行数据交互传输；方式2：存储器与存储器之间的数据交互传输；方式3：外部设备与外部设备之间的数据交互传输。7.2EDMA3控制器EDMA3在TMS320DM6437DSP结构中的位置7.2EDMA3控制器7.2.1EDMA3控制器的组成7.2.1.1.EDMA3控制器组成EDMA3控制器包含两个主要模块：EDMA3通道控制器(EDMA3_m_CC0)和EDMA3传输控制器(EDMA3_m_TCn)。7.2EDMA3控制器7.2.1EDMA3控制器的组成7.2.1.2.EDMA3通道控制器（EDMA3CC）7.2EDMA3控制器7.2.1EDMA3控制器的组成7.2.1.2.EDMA3通道控制器（EDMA3CC）,主要模块如下：•DMA/QDMA通道逻辑：这个模块包括捕捉外部系统或外设事件用于初始化事件触发传输的逻辑单元，也包含允许配置DMA/QDMA通道(队列映射，参数RAM条目映射)的寄存器。.还有为不同触发类型(手动，外部事件，链接和自动触发)使能/禁止事件和检测事件状态寄存器。•参数RAM集(PaRAM)：为通道和重载参数集提供参数集条目.需要将期望的通道和连接参数集的传输内容写入到参数RAM集中。•事件队列：它们构成事件监测逻辑和传输请求提交逻辑之间的接口。•传输请求提交逻辑：这个逻辑基于已提交到事件队列的触发事件以及提交相关事件队列的给传输控制器的传输请求来处理参数RAM集。•结束检测：结束检测模块检测EDMA3传输控制或者从设备传输结束.传输结束可以使用链接触发一个新传输或者声明一个中断.这个逻辑包括使能/禁止中断(发送给CPU的)中断处理寄存器，中断标志或中断清除寄存器。另外，还有：•区域寄存器：允许DMA资源(DMA通道和中断)被分配到唯一的区域，该区域被唯一EDMA编程者(适用于异/多核模型)或唯一的任务/进程(适用于单核设备模型)所有拥有。•调试寄存器：调试寄存器提供读取队列状态，通道控制器状态(带有CC的逻辑单元被激活)和丢失事件状态的寄存器以使得调试可视化.7.2EDMA3控制器7.2.1EDMA3控制器的组成7.2.1.3.EDMA3传输控制器(EDMA3TC)7.2EDMA3控制器7.2.1EDMA3控制器的组成7.2.1.3.EDMA3传输控制器(EDMA3TC)，主要模块如下：•DMA程序寄存器集：DMA程序寄存器集存储从EDMA3通道控制器(EDMA3CC)接收到的传输请求。•DMA源激活寄存器集：DMA源激活寄存器集存储运行态时读控制器中当前DMA传输请求的内容读控制器：读控制器发送读命令到源地址。•目的FIFO寄存器集：目的FIFO寄存器存储运行态或挂起态中写控制器的当前DMA传输请求的内容。•写控制器：写控制发送写命令/写数据到目的地址。•数据FIFO：数据FIFO存储中间态数据.存储在数据FIFO中的源外设读数据和后续通过写控制器写入目的外设/从端的数据•完成接口：当一个传输完成时，完成接口发送完成代码到EDMA3CC，完成接口对生成中断和链接事件都有用。7.2EDMA3控制器7.2.1EDMA3控制器的组成7.2.1.4.EDMA3控制器的触发方式（1）DMA通道有3种触发方式事件触发：CPU必须先通过EER使能该事件，当一个触发事件锁存到ER寄存器就会启动相应通道的EDMA3手动触发：CPU可以通过写ESR启动一个EDMA3通道。链接触发：由一个EDMA3通道的传输结束来触启动另一个EDMA3。（2）QDMA通道有2种触发方式：自动触发：PaRAM里设置为触发字的域被写入值后，触发传输(通过QCHMAPn寄存器设置PaRAM的哪个域作为触发域)。链接触发：由一个EDMA3通道的结束来触发，启动另一个EDMA3。7.2EDMA3控制器7.2.2EDMA3通道控制器(EDMA3_m_CC0)的工作流程依据事件寄存器配置的触发方式，在事件触发之后，优先级编码器对两个以上的触发事件进行优先级编码，优先级编码器仲裁后将最高优先级事件传送给队列，经过队列之后这个事件由通道映射提取参数RAM中的参数集，参数集里包含了EDMA3要传输的数据的各种数据，例如，数据块的大小、数据的源地址和目标地址等。这些参数集传输给EDMA3传输控制器。7.2EDMA3控制器7.2.3EDMA3同步事件表7-1和表7-2是EDMA0和EDMA1的各种类型的同步事件，这些事件产生可以触发EDMA3进行数据传输，EDMA0和EDMA1各有32个同步事件。通道控制器EDMA0的同步事件7.2EDMA3控制器7.2.3EDMA3同步事件通道控制器EDMA1的同步事件7.2EDMA3控制器7.2.4EDMA3的事件与通道的映射关系7.2.4.1.事件与通道的映射关系每个EMDA3控制器支32个同步事件，32个事每件与32个通道之间的映射关系是固定的一一对应关系。事件与通道的映射关系7.2EDMA3控制器7.2.4EDMA3的事件与通道的映射关系7.2.4.2.DMA通道与PaRAM的映射关系event与DMAChannel一一对应，

DMA通道与PaRAM的映射也是一一对应的。DMA通道与PaRAM的映射关系7.2EDMA3控制器7.2.4EDMA3的事件与通道的映射关系7.2.4.3.QDMA通道与PaRAM的映射关系QDMA通道不支持事件出发，其触发方式有两种，即自动触发和链接触发。例如，将QDMA通道2映射到PaRAMSet3，这时，以SRC作为触发字时，QCHMAP2[PAENTRY]=000000011QCHMAP2[TRWORD]=0017.2EDMA3控制器7.2.5事件队列事件队列是EMDA3CC的事件检测逻辑和EDMA3CC的传输请求提交之间的接口。TMS320DM6437有两个传输控制器，每个传输控制器有32个DMA通道和8个QDMA通道，当配置多个通道进行数据传输时，如果多个通道同时被触发，而传输控制器是有限的，此时就不能完成数据传输。解决的办法就是依靠事件队列，通过对事件的仲裁设定优先级，依据优先级高低设置事件队列，事件队列依据优先级向传输控制器提交传输请求。事件队列与传输控制器7.3EDMA3数据传输7.3.1.EDMA3传输数据块定义每一个EDMA3的传输数据都可看做是一个三维数据，这个数据的大小由ACNT、BCNT和CCNT来描述。下图是一个数据块内ACNT、BCNT和CCNT的定义。数据块内ACNT、BCNT和CCNT的定义7.3EDMA3数据传输7.3.2A-同步传输A-同步传输每次传输一个数据单元（array），当一个数据单元传输完毕后根据B索引跳转到下一个进行传输，直到一行传输完毕后根据C索引跳转到下一行。B索引和C索引满足：SRCBIDX=DSTBIDX=ACNTSRCCIDX=DSTCIDX=ACNT同步事件数=BCNT×CCNT7.3EDMA3数据传输7.3.3AB-同步传输在AB类同步传输中，每个EDMA3同步事件初始化二维数组或一个帧的传输。换句话说，每个事件或传输请求包携带BCNT个数列ACNT个字节的帧的所有信息。需要CCNT个事件服务以完成一个参数RAM集。

7.4参数RAM（PaRAM）7.4.1PaRAM集EDMA3控制器是基于RAM的结构，EDMA3CC中为DMA或者QDMA通道编程的传输内容(源/目的地址，计数，索引等)的RAM参数表被称为PaRAM。PaRAM表被分解成多个参数RAM集。每个参数集包含8个4字节的参数RAM集条目，这些条目包含典型的DMA传输参数，比如说源地址，目的地址，传输数量，索引，选项等。

7.4参数RAM（PaRAM）7.4.2参数RAM条目EDMA3通道控制器(EDMA3CC)的参数RAM条目。

7.4参数RAM（PaRAM）7.4.3传输示例例1块传输示例使用EDMA3做最基本的传输是块传输。在设备操作的时候，经常需要从一个地方到另一个地方或者片内和片外之间内存传输一个块数据。在这个例子中，从外部内存到L2SRAM复制一段数据。4000,0000h地址开始的一个256K字节的数据需要传输到内部地址11800000h(L2)，

7.4参数RAM（PaRAM）7.4.3传输示例传输源地址被设置为外部内存所传数据块的起始地址，目的地址被设置位L2中数据块的起始地址。如数据块小于64K字节，那么参数RAM配置按照图7-15，同步类型设置为A类同步传输及索引清零。如果传输数据量大于64K字节，同步类型需要设置成AB类传输，BCNT和B-索引需要被设置成适当值。OPT中STATIC位设置成先前的连接。（a）EDMA参数(b）通的选择项参数（OPT）内容7.5EDMA3的中断EDMA3中断源可以分为两类：•传输完成中断源•错误中断源7.5EDMA3的中断EDMA3中断源可以分为两类：•传输完成中断源•错误中断源7.5EDMA3的中断7.5.1.1传输完成中断源•

如果最终传输中断(OPT中TCCEN=1和ITCCHEN=0)被使能，中断在通道m的上一个传输请求提交(提前完成)或者完成(正常完成)后发生。•

如果内部传输中断(OPT中TCCEN=0和ITCCHEN=0)被使能，中断在每次通道m的内部传输请求提交或者完成后发生(依赖提前或正常完成)。•

如果最终和中间传输完成中断(OPT中TCCEN=0和ITCCHEN=0)被使能，中断在通道m的每次传输请求提交或者完成后发生(依赖提前或正常完成)。7.5EDMA3的中断7.5.1.2使能传输完成中断EDMA3CC必须使能中断，才能确保EDMA3通道控制器声明一个传输完成到外部，另外需要配置参数RAM集中OPT寄存器的TCCEN和ITCCHEN。EDMA3通道控制有中断使能寄存器(IER)，IER中每一位作为主要使能对应的中断挂起寄存器(IPR)。7.5EDMA3的中断7.5.1.3清除传输完成中断锁定在中断挂起寄存器(IPR)中传输完成中断可以通过对中断挂起清除寄存器的相应位写1来清除。举个例子，对ICR.E0位做写1操作清除挂起中断IPR.E0位。7.5EDMA3的中断7.5.2.1中断寄存器1.中断使能寄存器(IER)2.中断使能清除寄存器(IECR)3.中断使能设置寄存器(IESR)4.中断清除寄存器(ICR)7.6快速DMA(QDMA)7.6.1.快速DMA(QDMA)在应用系统中，有时需要与外设(如McBSP)之间进行固定速率的数据传输。通常用户可以利用EDMA来完成这些任务，周期性地实时提供所需要的数据。但是在有些应用中，可能需要由CPU执行的代码来直接控制一段数据的搬移，此时采用QDMA就非常合适。典型的QDMA操作顺如下：QDMASRC=SOME_SRC_ADDRESS;//设置源地址ODMADST=SOMEDSTADDRESS//设置目的地址OD