AM335X DMA 驱动设计一

AM335X DMA 驱动设计

AM335X的EDMA与以往的处理器的DMA有所不同，而我手头上只有AM335X的Technical Reference Manual以及PSP User's Guide，还有PPC的DMA驱动源码，可用的资料不多，自己一个人摸索，一路走来，遇到不少困难，甚至产生了想要放弃的念头。然而为了工作，为了生活，不得不咬紧牙关，迎难而上。皇天不负有心人，经过整整三周的艰苦奋斗，终于把问题给解决了。经此一役，深感技术交流与讨论的重要，为了后来的同学们能少走些弯路，特此将自己的开发经历书写成文，以供参考，希望能对大家有益。

做驱动开发的，如果对硬件不了解，根本做不出来，即使一不小心做出来了，也未必能够尽量使用硬件的特性，做到最好的优化，代码写得再好看也不高效。所以，首先对AM335X 的EDMA进行一个简单的介绍，如果要详细了解，则建议参阅AM335X的Technical Reference Manual，虽然是全英文版的，但是原汁原味的，更能理解芯片设计者的本意，比国内翻译版本的要好多了。

 

一、AM335X EDMA简介

1、EDMA（Enhanced Direct Memory Access）是增强型的DMA控制器，用于控制存储器与存储器、存储器与外设、外设与外设之间的数据传输。其结构主要包含TPCC（Third-Party Channel Controller）与TPTC（Third-Party Transfer Controller）两大部分，即通道控制器与传输控制器，如图1所示。

                                    图 1

2、通道控制器（Channel Controller）

主要功能：通道选择，事件（event）管理，向传输控制器递交传输请求（transfer request），向CPU发出完成中断（transfer completion）；EDMA中有64个DMA通道，8个快速DMA通道，95个事件。其结构框图如图2所示：

                                    图2

 

DMA传输参数（源地址、目的地址、数据长度/宽度等）由一组parameter RAM set（在Linux 3.2.0系统中称之为slot）决定，启动DMA之前须配置这些参数。如图3所示：

                                 图3

       在PaRAM set中，OPT字段很重要，其含义参看11.3.3.2.1 Channel Options Parameter (OPT)部分，这里讲讲我在自己驱动所用到的几个选项（options）：

（1）ITCINTEN：中间传输完成中断，用于一次传输请求（TR）完成后，产生一个chained event，触发下一个TR。如果你的外设不能触发TR，并且在驱动中用到了三维传输（3D transfer），而你又想在启动DMA之后让他自动完成传输，则要设置这个标志；

       （2）TCINTEN：传输完成中断，用于完成DMA传输之后，向CPU发出中断请求，把总线控制权交还CPU；

（3）TCCHEN：传输完成链接（chaining，暂且翻译为链接吧），用于在耗尽（exhausted）一个PaRAM set（Linux中称之为slot）之后，链接到下一个你指定的下一个PaRAM set；

（4）TCC：传输完成码，用于链接或者中断；

（5）FWID：FIFO宽度，最小8bit，最大256bit，当你的外设有一个数据移位寄存器，支持分页读写时，可设置这一标志，FIFO宽度既是你的外设的宽度。此时，地址编址模式必须设置为常地址模式（Constant addressing mode）；

（6）SAM/DAM：源/目的地址编址模式，有两种，一是INR模式，表示传输一个array进行一次编址（addressing），编址之后才能把数据写进目的地址；另一种是FIFO，表示达到FIFO宽度之后进行一次编址，与（5）同时使用；当选择FIFO模式时，地址必须扩展对齐到256bit，即源/目的地址以256bit为单位对齐，前后两个地址之间相差256bit；

（7）STATIC：静止位，设为1时，完成一次TR不更新（update）PaRAM set，设为0时，完成一次TR更新PaRAM set；在3D transfer中，须把这一位设置为0；

（8）SYNCDIM：传输类型选择，A同步（synchronization）或AB同步，设为A同步时，一次TR传输一个array的字节，设为AB同步时，一次TR传输一个frame的字节。

OPT字段设置完成后，还须设置源地址，目的地址，ACNT,BCNT,CCNT,SRCBIDX, SRCCIDX,DESTBIDX,DESTCIDX等，这些会在后面提到。

 

3、传输控制器（Transfer Controller）

主要功能：接收TPCC的传输请求，产生读写命令，负责数据传送，传输完成回交TPCC。其结构框图如图4所示：

                                                 图4

 

4、传输类型（Types of EDMA3 Transfers）

与以往的DMA控制器不同，EDMA传输被定义为一个三维传输（3D transfer），如图5所示。

 

                                 图5

第一维：array，一个array里有acnt个字节，acnt是一个16位无符号数，取值可在1~65535之间，取0值时DMA传输变为null transfer或者dummy transfer；

第二维：frame，一个frame里有bcnt个array，bcnt是一个16位无符号数，取值可在1~65535之间，取0值时DMA传输变为null transfer或者dummy transfer；

第三维：block，一个block里包含ccnt个frame，ccnt是一个16位无符号数，取值可在1~65535之间，取0值时DMA传输变为null transfer或者dummy transfer；

与此对应的，EDMA传输类型分成A同步传输（A-synchronized transfer）与AB同步传输（AB-synchronized transfer）两种。A同步即一次传输请求（TR）传输一个array的数据，完成整个DMA传输须触发bcnt*ccnt次TR；AB同步即一次TR传输一个frame的数据，完成整个DMA传输须触发ccnt次TR。

5、DMA工作流程

DMA工作流程主要包括：向CPU发出DMA请求àDMA控制器获得总线控制权，CPU继续执行内部操作àDMA控制器负责数据传输à数据传输完成向CPU发出完成中断，将总线控制权交还CPU。