原创 【原创】基于Nios II的DMA传输总结（附源码）

Nios II 嵌入式系统硬件设计（五）

    最近练了一段时间的DMA传输，现做如下的总结，分享自己获得心得以及遇到的一些问题。

    在系统运行时，当需要传输大量数据时，可以采用DMA的方式进行传输，以解脱出CPU来处理其他命令。

       Nios II中的DMA传输有以下三种形式：

1、  存储器到存储器

这种情况下需要同时打开发送通道和接收通道，而且源地址和目标地址都是自增的。

tx = alt_dma_txchan_open("/dev/dma_0");//打开发送通道

dma_res = alt_dma_txchan_send(tx, tx_buf, 32, NULL, NULL);  // tx_buf是源地址

rx = alt_dma_rxchan_open("/dev/dma_0");//打开接收通道

dma_res = alt_dma_rxchan_prepare(rx, rx_buf, 32, dma_done, NULL); // rx_buf是目标地址，dma_done()是DMA完成后被调用的回调函数。

<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

2、  存储器到外设

这种情况下只要打开发送通道，而且源地址是自增的，目标地址是固定的。

tx = alt_dma_txchan_open("/dev/dma_0");  // 打开发送通道

alt_dma_txchan_ioctl(tx, ALT_DMA_TX_ONLY_ON, (void *)dst_addr); // dst_addr是目标地址

dma_res = alt_dma_txchan_send(tx, tx_buf, 32, dma_done, NULL); // tx_buf是源地址

3、  外设到存储器

这种情况下只要打开接收通道，而且源地址是固定的，目标地址是自增的。

rx = alt_dma_rxchan_open("/dev/dma_0");  // 打开接收通道

alt_dma_rxchan_ioctl(rx, ALT_DMA_RX_ONLY_ON, (void *)source_addr); // source_addr是源地址

dma_res = alt_dma_rxchan_prepare(rx, rx_buf, 32, dma_done, NULL);  // rx_buf是目标地址

其中通过alt_dma_txchan_ioctl，alt_dma_rxchan_ioctl还可以设置每次发送和接收的字节数。

       下面给出两个实例，说明DMA传输的过程。

1、  存储器到存储器

下面程序为SDRAM到onchip-memory的数据传输。

硬件连接图示：

程序如下：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/alt_dma.h>

#include "system.h"

static volatile int rx_done = 0;

int rc;

alt_dma_txchan txchan;

alt_dma_rxchan rxchan;

static char buff[256];

void* tx_data = (void*) buff; /* 源地址 */

void* rx_buffer = (void*) 0x01801000; /* 目标地址，从上图看到0x01801000为onchip-memory的地址*/

//DMA传输结束回调函数

static void done_t(void* handle, void* data)

{

    rx_done++;

}

int main (int argc, char* argv[], char* envp[])

{

/* 打开发送通道 */

  if ((txchan = alt_dma_txchan_open("/dev/dma")) == NULL)

  {

    printf ("Failed to open transmit channel\n");

    exit (1);

  }

/* 打开接收通道 */

  if ((rxchan = alt_dma_rxchan_open("/dev/dma")) == NULL)

  {

    printf ("Failed to open receive channel\n");

    exit (1);

  }

/* 开始发送数据 */

  if ((rc = alt_dma_txchan_send (txchan,

                                 tx_data,

                                 128,

                                 NULL,

                                 NULL)) < 0)

  {

    printf ("Failed to post transmit request, reason = %i\n", rc);

    exit (1);

  }

/* 开始接收数据*/

  if ((rc = alt_dma_rxchan_prepare (rxchan,

                                    rx_buffer,

                                    128,

                                    done_t,

                                    NULL)) < 0)

  {

    printf ("Failed to post read request, reason = %i\n", rc);

    exit (1);

  }

/* 等待传输结束 */

  while (!rx_done);

  printf ("Transfer successful!\n");

  return 0;

}

程序运行结束后在Nios IDE的console界面中显示：

Transfer successful!

表明传输成功。

2、  存储器到UART

下面程序为SDRAM到UART的数据传输

硬件连接图：

程序如下：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include "sys/alt_dma.h"

#include "altera_avalon_uart_regs.h"

#include "system.h"

#include "alt_types.h"

static volatile int tx_done = 0;

volatile static alt_u8 chr[20] = {1,2,3,4,6,5,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20} ;//待发送的数据

//回调函数

static void done (void* handle)

{

tx_done++;

}

int main()

{

int rc;

alt_dma_txchan txchan;

void* source_buff_ptr = (void*) chr; /* 源地址 */

void* destination_buff_ptr = (void*)IOADDR_ALTERA_AVALON_UART_TXDATA(UART_BASE); /* 目标地址IOADDR_ALTERA_AVALON_UART_TXDATA(UART_BASE)函数读出txdata的地址 */

/* 打开发送通道 */

if ((txchan = alt_dma_txchan_open("/dev/dma")) == NULL)

{

printf ("Failed to open transmit channel\n");

exit (1);

}

/* 设置目标地址固定 */

if ((rc = alt_dma_txchan_ioctl(txchan, ALT_DMA_TX_ONLY_ON, destination_buff_ptr)) < 0)

{

printf ("Failed to set ioctl, reason = %i\n", rc);

exit (1);

}

//设置每次发送一个字节，即8位，因为UART每次只发送8位

if((rc = alt_dma_txchan_ioctl(txchan,ALT_DMA_SET_MODE_8 ,NULL))<0)

{

    printf("Failed to set mode 8\n");

    exit(1);

}

/* 开始发送 */

if ((rc = alt_dma_txchan_send(txchan, source_buff_ptr, 20, done, NULL)) < 0)

{

printf ("Failed to post transmit request, reason = %i\n", rc);

exit (1);

}

/* 等待发送结束 */

while (!tx_done);

printf ("Transfer successful!\n");

return 0;

}

不过该程序执行结束后，在串口调试器中显示Transfer successful!，却没有显示DMA发送的那20个数字。不知道哪里需要修改，放在这里和大家讨论下。