面包芯语

基于DWC2的USB驱动开发-S/GDMA方式的启动与停止-EPENA状态BNA与XFERCOMPLETE中断

原创 嵌入式Lee 2024-08-03 08:00
双天线智能切换+多协议并发传输方案详解 实测解析：高精度电流传感在BMS与智能家居中的设计取舍

一. 前言

DWC2支持S/G DMA即Scatter/Gather DMA模式,该DMA模式可以解放CPU实现高效的数据流。

当然需要IP配置支持该模式，寄存器GHWCFG4的bit32为1时表示当前IP配置支持该DMA模式。

IP支持该模式时，用户还可以配置是否使能该模式，

设备模式时软件配置DCFG寄存器的bit23为1表示使能该DMA模式，当然此时必须使能DMA模式即GAHBCFG寄存器的DMAEn配置为1。如果是HOST模式的话是配置HCFG的bit23.

二. S/G DMA的启动与停止

S/G DMA的设计初衷是使用描述符链表,用于硬件DMA和软件的交互，实现不间断的流式处理, 用户只需要准备描述符，高速硬件描述符准备好可以开始处理，剩下的就交给硬件S/G DMA去处理，硬件DMA不断扫描描述符来进行对应的数据搬运。搬运完则产生中断，停止或者不停止继续绕回到描述符链表开始继续处理。硬件和软件配合，可以实现ring环形不间断的流式处理。

这种方式天生就适合ISOC传输这种流式不间断的传输，所以对于ISOC，S/G DMA是不自动停止的(除非遇到错误或者描述符未就绪)。而对于BULK等非等时传输，则处理完一个描述符链表(L=1)则自动停止，当然还留了一手即可配置描述符的MTRF=1来表示需要流式处理，此时遇到L=1的描述符也不停止而是和ISOC一样继续处理。

简单的来说ISOC传输会不断循环处理描述符链表，而BULK和INT非等时传输则需要描述符MTRF=1来表示不断循环处理描述符链表，否则是遇到L=1则停止。

而S/G DMA的启动是通过DIEP和DOEP的控制寄存器的bit31的EPENA来设置的，软件设置该位为1来启动S/G DMA的处理，在此之前需要设置好描述符和DIEPDMAi/DOEPDMAi等信息。

硬件S/G DMA检查到EPENA为1时开始处理描述符，然后根据具体的停止条件(处理完或者遇到错误或者描述符未就绪)清除EPENA，当然软件也可以在已经设置EPENA未被硬件清零前主动设置EPENA为0来停止DMA工作。

以下是简单的总结

假设用户只准备一个描述符且设置了L=1，IOC=1，硬件处理完这个描述符后是否主动停止DMA，是否产生BNA(描述符未就绪)中断。

如果完成当前描述符主动停止则只会产生XFER COMPLETE中断不会产生BNA中断，

如果不主动停止，继续绕回查询描述符，则由于描述符未就绪产生BNA，此时再被迫停止DMA。



XFER COMPLETE中断

BNA中断


MTRF=0

INT/BULK OUT

产生

不产生

INT中断传输和BULK传输完全一样

INT/BULK IN

产生

不产生

ISOC IN

产生

产生

ISOC不管是IN还是OUT,不自动停,产生BNA才停。

BULK不管是IN还是OUT,会自动停,不产生BNA。

ISOC OUT

产生

产生

MTRF=1

INT/BULK OUT

产生

产生

遇到L=1绕回到开始描述符继续处理 一旦设置所有描述符都要设置

INT/BULK IN

/

/

无该配置

ISOC IN

/

/

ISOC和控制传输无该配置

ISOC OUT

/

/

ISOC和控制传输无该配置

具体可以参考编程指导中的流程图

INT/BULK IN 如下图所示，

启动是EPENA置位，停止是遇到L=1的描述符，当然描述符未就绪产生BNA或者其他错误也会停止。所以是遇到L=1会主动停止。

INT/BULK OUT 如下图所示

启动是EPENA置位且RXFIFO中有数据，停止是遇到L=1的描述符，当然描述符未就绪产生BNA或者其他错误也会停止。所以是遇到L=1会主动停止。

下图所示应该停止条件应该是错误的，应该画成了ISOC OUT的图，BULK OUT

在MTRF=0时遇到L=1是会主动停止的，MTRF=1时才会继续绕回到开头的描述符继续处理。

ISOC IN

启动是EPENA置位，遇到L=1不主动停止而是绕回到开始描述符继续处理，当然描述符未就绪产生BNA或者其他错误也会停止。

ISOC OUT

启动是EPENA置位且RXFIFO有数据，遇到L=1不主动停止而是绕回到开始描述符继续处理，当然描述符未就绪产生BNA或者其他错误也会停止。

三.实测

以下对MTRF=0的各种情况进行测试

ISOC IN

In中断中打印如下信息

准备发送时打印以下信息

可以看到打印信息如下

set itf 4 1inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acinep2,int:281inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acinep2,int:281inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acinep2,int:281inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acinep2,int:201inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acmic set samp:16000inep2,int:201inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acinep2,int:2291inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acinep2,int:2291inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acinep2,int:2291inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977acinep2,int:2291inep2,xfer,ctrl:8480c0inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0

即先打印准备接收

inep2 buf:281977ac tosnd 32 dma:28182f00 abff020 281977ac

再打印进入中断

inep2,int:201

再打印同时进了complete中断

inep2,xfer,ctrl:8480c0

和BNA中断

inep2,bna,DMA=28182f08 8480c0

这里看到控制寄存器都是打印8480c0即EPENA=0，

理论上应该是产生complete中断时还未停止DMA此时EPENA=1，产生BNA中断时，DMA才停止，才会EPENA=0，只是BNA和complete中断同时产生了，所以这里看到的都是EPENA=0.

ISOC OUT

在准备接收时打印

在out中断中打印

打印信息如下

set itf 3 1outep2 buf:28197914 torcv 32 dma:28182f78 e000020 28197914sp set samp:32000outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:800480c0outep2,int:200outep2,bna,DMA=28182f80 480c0outep2 buf:28197914 torcv 64 dma:28182f78 e000040 28197914
outep2,int:2001outep2,xfer,ctrl:800480c0outep2,int:200outep2,bna,DMA=28182f80 480c0outep2 buf:28197914 torcv 64 dma:28182f78 e000040 28197914

先打印准备发送

outep2 buf:28197914 torcv 32 dma:28182f78 e000020 28197914

然后再打印，进入中断

outep2,int:1

再打印是complete中断，此时看到控制寄存器为800480c0，EPENA=1，即DMA没有停止。

后面主机在此OUT数据过来，此时由于软件没准备描述符，所以产生BNA中断

打印

outep2,int:200

outep2,bna,DMA=28182f80 480c0

即有xfer complete中断,和BNA中断。

当前笔OUT能正常接收只缠上complete中断，过了一会主机继续OUT，此时没有准备描述符才会产生BNA，此时才停止DMA。

BULK OUT

在准备接收时打印

在out中断中打印

打印信息如下

outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:b8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:a8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:b8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:a8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:b8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:a8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:b8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:a8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:b8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:a8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:b8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:a8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:b8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:a8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:b8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:a8200outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040

可以看到先打印

outep2 buf:28307040 torcv 1536 dma:28307c40 a000600 28307040

再打印中断

outep2,int:1

再打印xfer complete中断，此时控制寄存器为a8200，即DMA停止EPENA=0.

outep2,xfer,ctrl:b8200

即只有xfer complete中断,没有BNA中断，因为DMA自动停止了。

BULK IN

In中断中打印如下信息

准备发送时打印以下信息

打印信息如下

inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:888200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:888200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:888200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:888200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:888200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:888200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600cinep2,int:2091inep2,xfer,ctrl:898200

先打印准备发送

inep2 buf:2830600c tosnd 5 dma:28307030 a000005 2830600c

然后打印进入中断

inep2,int:2091

再打印xfer complete中断

inep2,xfer,ctrl:898200

即只有xfer complete中断,没有BNA中断，因为DMA自动停止了。

四.需要注意的地方

4.1 清除中断时机问题

清除中断要读取中断之后马上清除，因为中断服务函数处理时可能又会有新的中断，如果在中断函数靠后清除，就会清除新产生的中断。

set itf 4 1inep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38inep2,intinep2,xfer,ctrl:848180inep2,bna,DMA=28182f40 848180inep2 doneinep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38inep2,intinep2,bna,DMA=28182f40 848180inep2 doneinep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38inep2,intinep2,xfer,ctrl:848180inep2,bna,DMA=28182f40 848180inep2 doneinep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38inep2,intinep2,xfer,ctrl:848180inep2,bna,DMA=28182f40 848180inep2 doneinep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38inep2,intinep2,xfer,ctrl:848180inep2,bna,DMA=28182f40 848180inep2 doneinep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38inep2,intinep2,xfer,ctrl:848180inep2,bna,DMA=28182f40 848180inep2 doneinep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38

总共发送了7笔，第二笔没有产生XFERCOMPL中断。

第7笔不再产生XFERCOMPL和BNA中断。

此时也没有抓到总线上有数据。

set itf 4 1

inep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38 abff040 281977fc

inep2,int

inep2,xfer,ctrl:848180

inep2,bna,DMA=28182f40 848180

inep2 done

inep2 buf:281977fc tosnd 64 dma:28182f38 abff040 281977fc

此时的寄存器值0x03000940开始

00848180 00000000 00000080 00000000 0007ff80 28182f40 00000040 2819783c 00000000 00000000 00000080 00000000


改为

4.2 ISOC OUT和IOSC IN的BNA时机不一样

ISOC的IN和OUT产生BNA的时机不一样

对于IN，上一笔描述符处理完,只要TXFIFO还有空间,就会马上处理下一笔描述符,如果此时没有准备好下一笔描述符,就会马上产生BNA,所以complete和bna是同时产生。 

而对于OUT，上一笔描述符处理完，DMA需要等收到数据到RXFIFO，才会去处理下一个描述符，如果下一个描述符不就绪，才会产生BNA，所以complete之后，要等下一笔数据来才会产生BNA。

4.3 DMA设置的位置

DMA[0]要最后设置，因为如果DMA没有停止时，软件去更新描述符，硬件是需要读取到DMA[0]的状态是允许DMA访问才会去访问，所以软件要把所有信息准备好，才最后配置DMA[0]的这部分信息，这样保证硬件可以访问描述符时，其他信息都是就绪的。

set itf 3 1outep2 buf:28197914 torcv 32 dma:28182f78 e000020 28197914sp set samp:32000outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:800480c0outep2 buf:28197914 torcv 64 dma:28182f78 e000040 28197914outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:800480c0outep2 buf:28197914 torcv 64 dma:28182f78 e000040 28197914outep2,int:1outep2,xfer,ctrl:800480c0outep2 buf:28197914 torcv 64 dma:28182f78 e000040 28197914outep2,int:211outep2,xfer,ctrl:800480c0outep2,bna,DMA=28182f80 800480c0outep2 buf:28197914 torcv 64 dma:28182f78 e000040 28197914

Int:211说明，已经BNA导致DMA停止了，即EPENA=0了，新的OUT来了，此时EPENA=0所以产生OUTTknEPdis事件。

五. 总结

使用S/G DMA模式时需要注意DMA的启停条件，ISOC硬件不会主动停止所以如果未及时准备下一个描述符就会导致BNA中断需要合适的处理，非ISOC硬件遇到L=1描述符会自动停止，所以软件可以足够的时间准备下一个描述符再重新启动。

对于ISOC IN和OUT的BNA产生的时机会有差异，详见文中解释。

中断中清除中断的时机，DMA[0]设置的位置也是需要注意的地方。

以上主要是明确了S/G DMA的启停与一些需要注意的地方，实际如何利用S/G DMA去实现高效无间断的流式传输是一个很重要的内容，后面有时间再分享。



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    美国加州CEC能效跟DOE能效有什么区别？CEC/DOE是什么关系?美国加州CEC能效跟DOE能效有什么区别？CEC/DOE是什么关系?‌美国加州CEC能效认证与美国DOE能效认证在多个方面存在显著差异‌。认证范围和适用地区‌CEC能效认证‌：仅适用于在加利福尼亚州销售的电器产品。CEC认证的范围包括制冷设备、房间空调、中央空调、便携式空调、加热器、热水器、游泳池加热器、卫浴配件、光源、应急灯具、交通信号模块、灯具、洗碗机、洗衣机、干衣机、烹饪器具、电机和压缩机、变压器、外置电源、消费类电子设备
    张工nx808593 2025-02-27 18:04 120浏览
  • 可穿戴健康监测新趋势，艾迈斯欧司朗的创新 “智” 造
    更多生命体征指标风靡的背后都只有一个原因：更多人将健康排在人生第一顺位！“AGEs，也就是晚期糖基化终末产物，英文名Advanced Glycation End-products，是存在于我们体内的一种代谢产物” 艾迈斯欧司朗亚太区健康监测高级市场经理王亚琴说道，“相信业内的朋友都会有关注，最近该指标的热度很高，它可以用来评估人的生活方式是否健康。”据悉，AGEs是可穿戴健康监测领域的一个“萌新”指标，近来备受关注。如果站在学术角度来理解它，那么AGEs是在非酶促条件下，蛋白质、氨基酸
    艾迈斯欧司朗 2025-02-27 14:50 400浏览
  • 为什么说Matter是智能家居厂商的“通关密码”？
    Matter 协议，原名 CHIP（Connected Home over IP），是由苹果、谷歌、亚马逊和三星等科技巨头联合ZigBee联盟（现连接标准联盟CSA）共同推出的一套基于IP协议的智能家居连接标准，旨在打破智能家居设备之间的 “语言障碍”，实现真正的互联互通。然而，目标与现实之间总有落差，前期阶段的Matter 协议由于设备支持类型有限、设备生态协同滞后以及设备通信协议割裂等原因，并未能彻底消除智能家居中的“设备孤岛”现象，但随着2025年的到来，这些现象都将得到完美的解决。近期，
    华普微HOPERF 2025-02-27 10:32 212浏览
  • AI PC潜力无限却挑战重重，测试验证如何破局？
    应用趋势与客户需求，AI PC的未来展望随着人工智能(AI)技术的日益成熟，AI PC(人工智能个人电脑)逐渐成为消费者和企业工作中的重要工具。这类产品集成了最新的AI处理器，如NPU、CPU和GPU，并具备许多智能化功能，为用户带来更高效且直观的操作体验。AI PC的目标是提升工作和日常生活的效率，通过深度学习与自然语言处理等技术，实现更流畅的多任务处理、实时翻译、语音助手、图像生成等功能，满足现代用户对生产力和娱乐的双重需求。随着各行各业对数字转型需求的增长，AI PC也开始在各个领域中显示
    百佳泰测试实验室 2025-02-27 14:08 252浏览
  • 高性能、远距离SoC无线收发模块RFM25A12
    在物联网领域中，无线射频技术作为设备间通信的核心手段，已深度渗透工业自动化、智慧城市及智能家居等多元场景。然而，随着物联网设备接入规模的不断扩大，如何降低运维成本，提升通信数据的传输速度和响应时间，实现更广泛、更稳定的覆盖已成为当前亟待解决的系统性难题。SoC无线收发模块-RFM25A12在此背景下，华普微创新推出了一款高性能、远距离与高性价比的Sub-GHz无线SoC收发模块RFM25A12，旨在提升射频性能以满足行业中日益增长与复杂的设备互联需求。值得一提的是，RFM25A12还支持Wi-S
    华普微HOPERF 2025-02-28 09:06 143浏览
  • 震动样品磁强计VSM测量什么
    一、VSM的基本原理震动样品磁强计（Vibrating Sample Magnetometer，简称VSM）是一种灵敏且高效的磁性测量仪器。其基本工作原理是利用震动样品在探测线圈中引起的变化磁场来产生感应电压，这个感应电压与样品的磁矩成正比。因此，通过测量这个感应电压，我们就能够精确地确定样品的磁矩。在VSM中，被测量的样品通常被固定在一个震动头上，并以一定的频率和振幅震动。这种震动在探测线圈中引起了变化的磁通量，从而产生了一个交流电信号。这个信号的幅度和样品的磁矩有着直接的关系。因此，通过仔细
    锦正茂科技 2025-02-28 13:30 100浏览
  • 基于AI自适应迭代的边缘场景探索方案
    构建巨量的驾驶场景时，测试ADAS和AD系统面临着巨大挑战，如传统的实验设计（Design of Experiments, DoE）方法难以有效覆盖识别驾驶边缘场景案例，但这些边缘案例恰恰是进一步提升自动驾驶系统性能的关键。一、传统解决方案：静态DoE标准的DoE方案旨在系统性地探索场景的参数空间，从而确保能够实现完全的测试覆盖范围。但在边缘案例，比如暴露在潜在安全风险的场景或是ADAS系统性能极限场景时，DoE方案通常会失效，让我们看一些常见的DoE方案：1、网格搜索法（Grid）实现原理：将
    康谋 2025-02-27 10:00 252浏览
  • Vscode C语言编程环境配置
    1,微软下载免费Visual Studio Code2,安装C/C++插件,如果无法直接点击下载, 可以选择手动install from VSIX:ms-vscode.cpptools-1.23.6@win32-x64.vsix3,安装C/C++编译器MniGW (MinGW在 Windows 环境下提供类似于 Unix/Linux 环境下的开发工具，使开发者能够轻松地在 Windows 上编写和编译 C、C++ 等程序.)4,C/C++插件扩展设置中添加Include Path 5,
    黎查 2025-02-28 14:39 140浏览
  • 振动样品磁强计测量准确度的影响因素
    振动样品磁强计是一种用于测量材料磁性的精密仪器，广泛应用于科研、工业检测等领域。然而，其测量准确度会受到多种因素的影响，下面我们将逐一分析这些因素。一、温度因素温度是影响振动样品磁强计测量准确度的重要因素之一。随着温度的变化，材料的磁性也会发生变化，从而影响测量结果的准确性。因此，在进行磁性测量时，应确保恒温环境，以减少温度波动对测量结果的影响。二、样品制备样品的制备过程同样会影响振动样品磁强计的测量准确度。样品的形状、尺寸和表面处理等因素都会对测量结果产生影响。为了确保测量准确度，应严格按照规
    锦正茂科技 2025-02-28 14:05 134浏览
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