AG32 DMAC实现内部MCU与FPGA通信【知识库】

news2025/6/2 9:09:06

一、简介

DMAC是独立于MCU和FPGA之外的外设，连接到AHB总线，可通过寄存器配置实现直接内存存取。通过AHB总线实现MCU与FPGA进行高性能通信。理论最高传输速率可达 bus_clock * 32 = 168MHz * 32 = 5376Mbps = 5.25Gbps，超频到336MHz的形况下，可以翻倍。

二、流控

DMAC可选的流控模式（DMAC_FlowControlTypeDef）有以下几种，流控模式是较为关键的参数，决定了数据流怎么传输、由什么控制：

typedef enum
{
  DMAC_MEM_TO_MEM_DMA_CTRL                          = 0,  // 内存到内存，DMAC控制
  DMAC_MEM_TO_PERIPHERAL_DMA_CTRL                   = 1,  // 内存到外设，DMAC控制 
  DMAC_PERIPHERAL_TO_MEM_DMA_CTRL                   = 2,  // 外设到内存，DMAC控制
  DMAC_PERIPHERAL_TO_PERIPHERAL_DMA_CTRL            = 3,  // 外设到外设，DMAC控制
  DMAC_PERIPHERAL_TO_PERIPHERAL_DST_PERIPHERAL_CTRL = 4,  // 外设到外设，DSI控制
  DMAC_MEM_TO_PERIPHERAL_PERIPHERAL_CTRL            = 5,  // 内存到外设，外设控制
  DMAC_PERIPHERAL_TO_MEM_PERIPHERAL_CTRL            = 6,  // 外设到内存，外设控制
  DMAC_PERIPHERAL_TO_PERIPHERAL_SRC_PERIPHERAL_CTRL = 7,  // 外设到外设，源端外设控制
} DMAC_FlowControlTypeDef;

在这里进行简单说明

以上配置中所说的内存就是指内部SRAM，外设可以是真实的内部外设比如UART、IIC，也可以是FPGA通过AHB实现的外设或者通过AHB2APB的桥连接实现的APB外设，也可以是通过AHB2HBUS连接的内置hyperRAM（？待定，未测试）。
如果是FPGA实现的外设，一般使用DMAC_PERIPHERAL_TO_MEM_PERIPHERAL_CTRL/
DMAC_PERIPHERAL_TO_PERIPHERAL_DMA_CTRL，可以有4个通道，主要依赖两个信号进行流控，ext_dma_DMACLBREQ用于FPGA告知DMAC可以进行传输，ext_dma_DMACCLR用于DMAC告知FPGA本轮传输结束，可以清除REQ标志。
针对AHB外设进行性传输支持最大256长度的突发，但针对APB外设则不支持突发（APB本身不支持）

三、关键函数

SYS_EnableAHBClock(AHB_MASK_DMAC0) ; // 开启时钟
DMAC_Init() // 基本初始化
DMAC_Config(DMAC_ChannelNumTypeDef channel, uint32_t srcAddr, uint32_t dstAddr,
                 DMAC_AddrIncTypeDef srcIncr, DMAC_AddrIncTypeDef dstIncr,
                 DMAC_WidthTypeDef srcWidth, DMAC_WidthTypeDef dstWidth,
                 DMAC_BurstTypeDef srcBurst, DMAC_BurstTypeDef dstBurst,
                 uint32_t transferSize, DMAC_FlowControlTypeDef transferType,
                 uint32_t srcPeripheral, uint32_t dstPeripheral
                 ); // 配置，配置完成后会立刻开始传输。
DMAC_WaitChannel(DMAC_ChannelNumTypeDef channel) ; // 等待传输完成
DMAC_ClearChannelIntTC(DMAC_ChannelNumTypeDef channel); // 清除中断标志位
DMAC_IsEnabledChannel(DMAC_ChannelNumTypeDef channel); // 查询通道是否开启/活动，和ZYNQ类似，可以while等待（DMAC_WaitChannel的实现方式），也可以异步查询
DMAC_WaitedTransfer(DMAC_ChannelNumTypeDef channel, uint32_t srcAddr, uint32_t dstAddr,
                         DMAC_AddrIncTypeDef srcIncr, DMAC_AddrIncTypeDef dstIncr,
                         DMAC_WidthTypeDef srcWidth, DMAC_WidthTypeDef dstWidth,
                         DMAC_BurstTypeDef srcBurst, DMAC_BurstTypeDef dstBurst,
                         uint32_t transferSize, DMAC_FlowControlTypeDef transferType,
                         uint32_t srcPeripheral, uint32_t dstPeripheral
                         ); // 配置并等待传输完成