４、基于DMA和中斷相結(jié)合的通訊軟件設(shè)計(jì)

在以S3C44B0X為核心組成的移動(dòng)機(jī)器人中，采用3路PWM定時(shí)器驅(qū)動(dòng)3個(gè)直流電機(jī)，通用的GPIO口和A/D口連接外部的紅外和超聲以及激光傳感器，使用UART0完成與上位機(jī)（PC）的數(shù)據(jù)交換，這些數(shù)據(jù)是單向的（從上位機(jī)發(fā)送給S3c44b0x），主要是上位機(jī)傳給機(jī)器人控制器的各種命令信息，但是命令信息的發(fā)送時(shí)間上是不具有規(guī)律性的，即間隔時(shí)間不定。為了充分的利用CPU，減少數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，我們利用UART的DMA模式來(lái)完成數(shù)據(jù)的接收。軟件部分主要是針對(duì)具體的應(yīng)用，對(duì)DMA控制器以及UART作適當(dāng)?shù)某跏蓟?。UART的初始化比較簡(jiǎn)單，主要是通訊數(shù)據(jù)格式、波特率等的設(shè)置，這些與其他控制器相同，只要設(shè)置相關(guān)的寄存器即可。注意UART設(shè)置成不使用自動(dòng)流控制，不使用紅外線傳輸模式，關(guān)鍵要注意UART0設(shè)置成DMA模式而不是中斷模式，并且要使能FIFO緩沖區(qū)（根據(jù)需要，使用16字節(jié)的接收緩沖區(qū)），這樣在接收緩沖區(qū)滿(mǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生DMA請(qǐng)求而不是中斷請(qǐng)求。限于篇幅，具體的寄存器定義以及串行口的初始化不做詳悉介紹，可以參考文獻(xiàn)[1][2]。

DMA控制器的初始化也比較簡(jiǎn)單，主要是相關(guān)寄存器的設(shè)置。與BDMA0相關(guān)的在本系統(tǒng)中用到的寄存器以及相關(guān)定義見(jiàn)表1，具體寄存器的名稱(chēng)定義以及物理地址見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1][2]。

表1 S3c44b0x的BDMA相關(guān)寄存器的定義


在初始化時(shí)要正確設(shè)置目標(biāo)（緩沖區(qū)的）首地址、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颉⒃醇拇嫫鞯氖椎刂?、地址指針是否遞增以及遞增方向、DMA計(jì)數(shù)器等等。相關(guān)代碼以及注釋如下：
#define RAM_ADDRESS 0xc200000 //定義接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，根據(jù)硬件而定。在我們的系統(tǒng)中擴(kuò)展的SDRAM 存儲(chǔ)空間從0x0C00000~0x0C7fffff，占用S3c44b0x的bank 6。
#define size 16 //定義DMA的計(jì)數(shù)器，根據(jù)需要設(shè)定，可以選擇的選項(xiàng)是４、８、２和16
char *Buf;
Buf=(unsigned char*) RAM_ADDRESS; //指針指向起始地址
BDISRC0=(1128)+(int)(rURxH0); /*以字節(jié)為單位傳送；因?yàn)镈MA操作時(shí)是將UART的寄存器中的數(shù)據(jù)讀出放置到設(shè)定的緩沖區(qū)，所以源寄存器的地址應(yīng)該是固定到；UART的接收保存寄存器rURxH0，同時(shí)位[29:28]應(yīng)該設(shè)置成 0b11。*/
BDIDES0=(1030)+(0128)+ Buf); /*傳輸方向模式設(shè)定為從內(nèi)部設(shè)備（UART口）到外部存儲(chǔ)器(SDRAM)，目標(biāo)存儲(chǔ)器(SDRAM)使用地址遞增的方向，將數(shù)據(jù)順次放置到緩沖區(qū)中*/
BDICNT0=(1030)+(126)+(322)+(121)+(0 lt;20)+size;/*設(shè)置UART0使用BDMA0通道，在DMA計(jì)數(shù)到0時(shí)自動(dòng)重載和自動(dòng)啟動(dòng)，計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷，每次DMA操作移動(dòng) 16字節(jié)數(shù)據(jù)到設(shè)定地緩沖區(qū)*/
BDICNT0 |= (120);//使能DMA
BDCON0 = 0x02;//允許外部DMA請(qǐng)求

數(shù)據(jù)接收：這一部分工作由初始化好后的DMA控制器依靠硬件來(lái)完成。接收數(shù)據(jù)不定時(shí)，初始化UART0的接收緩沖區(qū)為16字節(jié)，當(dāng)接收緩沖區(qū)滿(mǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生DMA請(qǐng)求，然后在DMA控制器的控制下，將UART的接收FIFO中的16字節(jié)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到指定的緩沖區(qū)中（SRAM）,當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移完畢（DMA 計(jì)數(shù)到0）后，要做兩件事情：一是自動(dòng)重載和自動(dòng)啟動(dòng)，即自動(dòng)重新設(shè)置好目標(biāo)（緩沖區(qū)）首地址和源地址（UART接收寄存器）以及DMA計(jì)數(shù)器，準(zhǔn)備好下次DMA請(qǐng)求；另外產(chǎn)生DMA中斷。DMA中斷服務(wù)程序要做的工作很簡(jiǎn)單，只要對(duì)全局標(biāo)志RECEIVE_FLAG置位，通知主程序有新的命令需要處理。這樣主程序可以直接處理RAM中的數(shù)據(jù)，而不需要花費(fèi)時(shí)間去讀取UART的接收緩沖區(qū)。

數(shù)據(jù)處理：當(dāng)主程序通過(guò)查詢(xún)?nèi)謽?biāo)志RECEIVE_FLAG，如果為1，則知道有新的命令，可以直接讀取命令緩沖區(qū)，同時(shí)對(duì)RECEIVE_FLAG清零。然后按照一定的算法對(duì)接收的數(shù)據(jù)做出解析，這部分內(nèi)容不做重點(diǎn)討論。