创龙TMS320C6748开发板———EDMA简介及配置

一、EDMA模块介绍     

TMS320C6748是一款高性能DSP，非常适合用来跑大数据量的算法，而这样的算法往往需要保证实时性，那么这么大规模的数据怎么进行运算能够让程序跑的最快，我们知道DSP中运算最快的存储单元是RAM区，但是RAM毕竟有限的，无法存储大量数据，因而我们只能把数据存在DDR中，这时我们需要一种工具能够将数据从DDR中导入RAM中运算，算完的结果再发回DDR中存储。大家学习《微机原理》的时候应该听说过DMA吧，简单来说就是CPU把数据传送的源、目的、数据个数等信息交给DMA，让DMA控制数据传输，在此期间，CPU可以运行其他程序，等到DMA控制的数据传输完成，发送中断告诉CPU我的数据传输完成了，你来处理吧，因而提高了算法的速度，Ti公司为TMS320C6748量身设计了增强版直接存储器访问控制器EDMA3。

EDMA3一共有32个通道，通道的优先级可选，可以实现数据传输的无缝链接，为什么是无缝的，后面我们会具体说到。利用EDMA，可以实现片内存储器、片内外设以及外部存储器之间的数据传输。

1、EDMA概述

前面已经介绍过了DMA的原理，下面我们来说EDMA能够完成哪些功能。

(1)一维二维数据传输，包括数据转置，不知道你在写程序时有没有遇到需要转置的数据矩阵，这里的转置其实也是提高算法运算速度的一种手段吧，在DSP配套的MATHLIB文件中提供了一种基于向量寻址的快速算法，我们知道无论什么处理器运算的第一步一定是待计算数据的寻址，然后才是运算，数据寻址其实需要占用非常多的时间，而向量寻址的快速算法可以对一个连续的向量进行高速运算，因为每计算完一次，地址自动加1就行，节省了运算时间。

(2)事件、链式事件触发，也就是说可以利用一个中断，或者事件触发EDMA传输，例如当SPI、UPP传输完数据后给EDMA控制器一个信号，告诉EDMA我的数据准备好了，存入DDR吧。

(3)地址重载，EDMA应用的是PaRAM保存每组要传输数据的信息，源、目的地址，数据个数等信息，其中有一个参量是链接到其他PaRAM的地址，额，有点复杂，下面具体说吧。

(4)乒乓存储，非常实用高效的一种数据流控制方法，简单来说就是将RAM分为两个部分，第一个周期第一段数据由EDMA传入RAM1，第二个周期对RAM1中数据进行处理，同时，第二段数据由EDMA传入RAM2，第三个周期对RAM2中数据进行处理，同时第三段数据由EDMA传入RAM1 ，如此循环，可以对数据进行高效处理。

EDMA通道控制器主要由以下5个部分组成：事件相关寄存器、事件选择器、参数RAM、QDMA检测器、结束和错误检测器。事件寄存器完成对EDMA事件的捕获，一个事件相当于一个同步信号，由它触发某个EDMA通道开始传输数据。如果有多个事件同时发生，由事件选择器对他们进行识别。在EDMA的参数RAM中存放与事件相关的传输参数，这些参数送入传输请求，进而产生对外设读写操作所需要的地址。EDMA的通道控制器和传输器的结构如上图所示。

2、EDMA传输相关

(1)传输数据类型

EDMA3 的传输类型EDMA3 的传输是在3 个维度上定义的：

1. Array (A):一次传输中的一维指ACNT 个连续字节。

2. Frame (B):一次传输中的二维指BCNT 个含有ACNT 个字节的阵列array。      每个在二维传输中的array 是通过SRCBIDX/DSTBIDX 来分隔的。

3. Block (C):一次传输中的三维指CCNT 个含有BCNT 个阵列的帧，每个阵列array 含有ACNT 个字节。在三维上进行的传输是通过SRCCIDX/DSTCIDX 与前次传输进行分隔的。
　　在这三种维度上，EDMA3 只支持两种同步方式的传输：A 同步传输和AB 同步传输，而EDMA3并不直接支持ABC 同步传输，但可以通过将多个AB 同步传输通过链方式来间接支持。A 同步传输方式相对AB 同步传输方式简单，下面着重分析AB 同步传输方式。
　　在一个 AB 同步的传输中，EDMA3 同步事件会在2 个维度上即一帧对传输进行初始化。
　　即每个事件所提交的传输请求会要求传输一帧的数据，即BCNT 个array，每个array 含有ACNT 个连续字节，因此一次传输BCNTxACNT 个字节。因此，在AB 同步传输的PaRAM时，进行传输的次数为CCNT 次，即该参数表对应的事件数为CCNT 个。
　　阵列 array 间通过SRCBIDX 及DSTBIDX 两个参数进行分隔，如下图所示，阵列N 的起始地址等于阵列N-1 的起始地址加上SRCBIDX/DSTBIDX。帧间通过SRCCIDX 及DSTCIDX 参数进行分隔。对于一个AB 同步传输，一个传输请求TR 被提交后，地址的更新是通过对帧头阵列的地址加SRCCIDX/DSTCIDX来实现的。

(2)传输触发方式

DMA 传输的触发方式有三种方式可以触发在DMA 通道上的传输：
　　1.Event-triggered transfer request 事件触发传输请求：外设、系统、外部事件产生的传输请求。
　　2.Manually-triggered transfer request 手动触发传输请求：CPU 向相应的事件置位寄存器(ESR/ESRH)中写1 来触发传输。
　　3.Chain-triggered transfer request 链触发传输请求：另一传输完成时触发的传输。
　　外设或引脚产生事件时，事件寄存器中相应位将置1(ER.En = 1)。如果事件使能寄存器(EER)相应位被使能(EER.En = 1)，那么EDMA3CC 将会按优先级处理该事件并将其排队。

3、EDMA寄存器

（1）通道控制寄存器

         QCHMAPn：[ PAENTRY]QDMA链接到指定的PaRAM，PaRAM一共有128个参数集，也就意味可以配置128组EDMA传输参数。

         DMAQNUM n 、 QDMAQNUM ：安排事件到队列0或者队列1中，队列0优先级高于队列1，推荐，高优先级用于短时突发和单元素传输，低优先级用于长时块的搬移。另外一旦一个队列里的请求满了，那么这个队列如果再来请求的时候，EDMA控制器会STALL，所以所有的请求都会不响应，直到那个队列有空闲位置才继续响应事件。所以，我们不要让某个级别的请求太过繁忙，从而导致STALL发生。比较好的情况是：让各个级别的请求的负担基本差不多，这样避免EDMA控制器阻塞。

ER：只读，事件寄存器，但设置相应位后相应的事件被激活。ESR：事件设置寄存器。ECR：事件清除寄存器。CER：事件链接寄存器，也就是说本事件发生的同时，让另一事件对应寄存器ER的位为有效，EDMA处理完第一个事件，将继续处理第二个事件。EER：只读，事件使能寄存器，只有该寄存器的位使能，对应的事件才发生了才能使ER置位，也才能触发EDMA传输。EECR：事件使能清除寄存器，EESR，事件使能设置寄存器。

（2）PaRAM寄存器(参数RAM寄存器)

OPT ：传输配置参数

        SRC ：源地址参数。

        A_B_CNT ：高16位为2维计数器值，低16位为1维计数器值.

       DST ：目的地址参数。

       SRC_DST_BIDX ：高16位为传输目的索引，低16位为传输源的索引。

       LINK_BCNTRLD ：高16位为二维传输参数重载，也就是说本次EDMA传输完成，该参数会复制到 A_B_CNT的高16位，这样可以再次出=触发该EDMA而传输不同的参数，低16位为参数RAM链接地址。也即是说本次EDMA传输完成，低16位为参数RAM链接地址所指向的PaRAM中的参数复制到当前所使用的PaRAM。

       SRC_DST_CIDX ：高16位为三维传输目的索引，低16位为三维传输源索引。

       CCNT ：低16位为3维传输计数器。

索引，简单来说就是在传输完一个数据后源/目的地址加几。

4、EDMA例程

(1) 手动触发事件11，可运行PaRAM11中的传递参数并通过PaRAM.LINK链接到PaRAM10，再手动触发事件11即可运行PaRAM10中的传递参数。

extern  void  setup_EDMA (  void)//EDMA3初始化，通道10，使用CPU开始中断

{

// Clear EventRegisters

CSL_FINST(edma3ccRegs->ECR, EDMA3CC_ECR_REG, MASK);//清空中断事件

CSL_FINST(edma3ccRegs->SECR, EDMA3CC_SECR_REG, MASK);//清空中断事件

/*---------------------------------- EDMA Event10-------------------------------*/

// Enable Channel 10to DSP (Region 1)

CSL_FINST(edma3ccRegs->DRA[CSL_EDMA3_REGION_1].DRAE,

EDMA3CC_DRAE_E10,ENABLE);//设置DRA1通道的第10个通道

// Assign Channel 10to Queue 0

CSL_FINST(edma3ccRegs->DMAQNUM[1], EDMA3CC_DMAQNUM_E2, Q0);//将通道10放置在队列0中；

//由于只定义了E0-E7，在NUM0时对应E2，在NUM1时对应E10，查表可知

// Ini tialize PaRAMTransfer Context for Event 10

//     init_PaRAM_event10();//设置参数向量

// Enable Channel 10Event Register

CSL_FINST(edma3ccRegs->EESR, EDMA3CC_EESR_E10, SET);//使能事件10

// Enable Interruptsfor Channel 10

CSL_FINST(edma3ccRegs->IESR, EDMA3CC_IESR_I10, SET);//允许通道10中断

/*---------------------------------- EDMA Event11-------------------------------*/

// Enable Channel 11to DSP (Region 1)

CSL_FINST(edma3ccRegs->DRA[CSL_EDMA3_REGION_1].DRAE,

EDMA3CC_DRAE_E11,ENABLE);//设置DRA1通道的第11个通道

// Assign Channel 11to Queue 0

CSL_FINST(edma3ccRegs->DMAQNUM[1], EDMA3CC_DMAQNUM_E3, Q0);//将通道11放置在队列0中；

//由于只定义了E0-E7，在NUM0时对应E3，在NUM1时对应E11，查表可知

// Initialize PaRAMTransfer Context for Event 11

//init_PaRAM_event11();//设置参数向量

// Enable Channel 11Event Register

CSL_FINST(edma3ccRegs->EESR, EDMA3CC_EESR_E11, SET);//使能事件10

// Enable Interruptsfor Channel 11

CSL_FINST(edma3ccRegs->IESR, EDMA3CC_IESR_I11, SET);//允许通道10中断

}

/*---------------------------------------------------------------------------*/

/* setup_EDMA */

/*---------------------------------------------------------------------------*/

void  main( void)

{   

setup_EDMA();//初始化EDMA3寄存器

for(jj=0;jj<2;jj++)

{

for(kk=0;kk<256;kk++)

{

SRC_AA[jj][kk]=kk*(jj+1);

}

}

for(jj=0;jj<2;jj++)

{

for(kk=0;kk<256;kk++)

{

SRC_BB[jj][kk]=kk;

}

}

for(jj=0;jj<256;jj++)

{

SRC_CC[jj]=2*jj;

}

for(jj=0;jj<256;jj++)

{

SRC_DD[jj]=3*jj;

}

EDMA_event11_Buffer_transfer(1,0,2,2,256);//flag(单行转秩1/矩阵转秩other);转换第x行;数据类型;行数;列数

EDMA_event10_Buffer_transfer(1,1,2,2,256);//flag(单行转秩1/矩阵转秩other);转换第x行;数据类型;行数;列数

CSL_FINST(edma3ccRegs->ESR, EDMA3CC_ESR_E11, SET);

delay(10000);

CSL_FINST(edma3ccRegs->ESR, EDMA3CC_ESR_E11, SET);

delay(10000);

}

/*--------------------------------数组转秩-----------------------------------*/

// function:完成通道10单行/矩阵转秩存储，需要在函数中修改源、目的地址,当转秩矩阵时,参数为转换第0行

// parameters:flag(单行转秩1/矩阵转秩other);转换第x行;数据类型;行数;列数

int  EDMA_event10_Buffer_transfer(Uint16 flag,Uint16 trans_number,Uint16 type_data,Uint16 row,Uint16 column)//参数RAM配置

{

int time_EDMA=0;

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].OPT = CSL_EDMA3CC_OPT_RESETVAL;//参数RAM复位

//  ConfigPaRAM OPT (Enable TC Interrupt & ITC Chaining; Set TCC)//允许产生中断，对应事件10

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].OPT =

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_ITCCHEN,ENABLE) |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_TCINTEN,ENABLE) |

CSL_FMK(EDMA3CC_OPT_TCC,EDMA_EVENT10)|

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_TCCMOD,NORMAL)   |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_FWID,8BIT)          |//仅仅针对常数位有效

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_STATIC,NORMAL)      |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_SYNCDIM,ASYNC)   |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_DAM,INCR)           |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_SAM,INCR);

// Initialize EDMAEvent  Src and  Dst Addresses

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].SRC = (Uint32)&(SRC_AA);//设置源数组地址

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].DST = (Uint32)&(DST_BB[0][trans_number]);//设置目的数组地址

// Set EDMA EventPaRAM A,B,C CNT

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].A_B_CNT =

CSL_FMK(EDMA3CC_A_B_CNT_ACNT,type_data) |//设定传输数据类型

CSL_FMK(EDMA3CC_A_B_CNT_BCNT,column);//设置传输数目

if(flag==1)

{

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].CCNT = 1;

}

else

{

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].CCNT = row;

}

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].SRC_DST_BIDX =

CSL_FMK(EDMA3CC_SRC_DST_BIDX_SRCBIDX,type_data) |

CSL_FMK(EDMA3CC_SRC_DST_BIDX_DSTBIDX,row*type_data);//二维索引

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].SRC_DST_CIDX =

CSL_FMK(EDMA3CC_SRC_DST_CIDX_SRCCIDX,type_data) |

CSL_FMK(EDMA3CC_SRC_DST_CIDX_DSTCIDX,(1-column)*type_data*row+type_data);//三维索引

// Set EDMA EventPaRAM LINK and BCNTRLD

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT10].LINK_BCNTRLD =

CSL_FMK(EDMA3CC_LINK_BCNTRLD_LINK,0xFFFF) |

CSL_FMK(EDMA3CC_LINK_BCNTRLD_BCNTRLD,column);

time_EDMA=1;

return time_EDMA;

}

/*--------------------------------数组转秩PaRAM参数-----------------------------------*/

// function:完成通道11单行/矩阵转秩存储，需要在函数中修改源、目的地址,当转秩矩阵时,参数为转换第0行

// parameters:flag(单行转秩1/矩阵转秩other);转换第x行;数据类型;行数;列数

int  EDMA_event11_Buffer_transfer(Uint16 flag,Uint16 trans_number,Uint16 type_data,Uint16 row,Uint16 column)//参数RAM配置

{

int time_EDMA=0;

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].OPT = CSL_EDMA3CC_OPT_RESETVAL;//参数RAM复位

//  ConfigPaRAM OPT (Enable TC Interrupt & ITC Chaining; Set TCC)//允许产生中断，对应事件10

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].OPT =

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_ITCCHEN,ENABLE) |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_TCINTEN,ENABLE) |

CSL_FMK(EDMA3CC_OPT_TCC,EDMA_EVENT11)|

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_TCCMOD,NORMAL)   |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_FWID,8BIT)          |//仅仅针对常数位有效

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_STATIC,NORMAL)      |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_SYNCDIM,ASYNC)   |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_DAM,INCR)           |

CSL_FMKT(EDMA3CC_OPT_SAM,INCR);

// Initialize EDMAEvent  Src and  Dst Addresses

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].SRC = (Uint32)&(SRC_CC);//设置源数组地址

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].DST = (Uint32)&(DST_BB[0][trans_number]);//设置目的数组地址

// Set EDMA EventPaRAM A,B,C CNT

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].A_B_CNT =

CSL_FMK(EDMA3CC_A_B_CNT_ACNT,type_data) |//设定传输数据类型

CSL_FMK(EDMA3CC_A_B_CNT_BCNT,column);//设置传输数目

if(flag==1)

{

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].CCNT = 1;

}

else

{

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].CCNT = row;

}

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].SRC_DST_BIDX =

CSL_FMK(EDMA3CC_SRC_DST_BIDX_SRCBIDX,type_data) |

CSL_FMK(EDMA3CC_SRC_DST_BIDX_DSTBIDX,row*type_data);//二维索引

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].SRC_DST_CIDX =

CSL_FMK(EDMA3CC_SRC_DST_CIDX_SRCCIDX,type_data) |

CSL_FMK(EDMA3CC_SRC_DST_CIDX_DSTCIDX,(1-column)*type_data*row+type_data);//三维索引

// Set EDMA EventPaRAM LINK and BCNTRLD

edma3ccRegs->PARAMSET[EDMA_EVENT11].LINK_BCNTRLD =

CSL_FMK(EDMA3CC_LINK_BCNTRLD_LINK,0x4140) |

CSL_FMK(EDMA3CC_LINK_BCNTRLD_BCNTRLD,column);

time_EDMA=1;

return time_EDMA;

}

这里PaRAM.LINK是这么计算的：

每个PaRAM占用32个字，那么PaRAM10就是10*32=320=140h，那么链接地址就是0x4140。