xilinx DMA IP核(一) —— loop測試 代碼註釋

時間  2020-12-13
標籤 程序員 算法 數組 多線程 ide 函數 oop 性能 測試 fetch 欄目 快樂工作 简体版
原文   原文鏈接

本篇筆記中的代碼來自：米聯科技的教程「第三季第一篇的DMA_LOOP環路測試」程序員

　　硬件的鏈接以下圖所示：算法

圖：DMA Loop Block Design數組

橘色的線就是DMA加FIFO組成的一個LOOP循環，紅色圈圈是AXI_LITE的控制和兩個讀寫完成的中斷。多線程

　　米聯科技教程提供的該測試代碼文件是如下四個，我刪除了其中關於OLED的部分。ide

圖：DMA Loop 測試源碼結構函數

 1.重要的結構體oop

　　1.1.中斷設備：static XScuGic Intc; //GIC性能

　　在main.c文件中，sataic用來修飾全局變量，造成靜態全局變量，static修飾的函數/全局變量屬於內連接，Intc能夠在當前main.c文件內部範圍內進行連接。測試

 
  1. /**
  2. * The XScuGic driver instance data. The user is required to allocate a
  3. * variable of this type for every intc device in the system. A pointer
  4. * to a variable of this type is then passed to the driver API functions.
  5. */
  6. typedef struct
  7. {
  8. XScuGic_Config *Config; /**< Configuration table entry */
  9. u32 IsReady; /**< Device is initialized and ready */
  10. u32 UnhandledInterrupts; /**< Intc Statistics */
  11. } XScuGic;
 

　　XScuGic結構體中包含了XScuGic_Config 結構體類型指針Config。XScuGic_Config 結構體以下： 　fetch

 
  1. typedef struct
  2. {
  3. u16 DeviceId; /**< Unique ID of device */
  4. u32 CpuBaseAddress; /**< CPU Interface Register base address */
  5. u32 DistBaseAddress; /**< Distributor Register base address */
  6. XScuGic_VectorTableEntry HandlerTable[XSCUGIC_MAX_NUM_INTR_INPUTS];/**<
  7. Vector table of interrupt handlers */
  8. } XScuGic_Config;

　　1.2.DMA設備：static  XAxiDma AxiDma;

 
  1. /**
  2. * The XAxiDma driver instance data. An instance must be allocated for each DMA
  3. * engine in use.
  4. */
  5. typedef struct XAxiDma {
  6. UINTPTR RegBase; /* Virtual base address of DMA engine */
  7.  
  8. int HasMm2S; /* Has transmit channel */
  9. int HasS2Mm; /* Has receive channel */
  10. int Initialized; /* Driver has been initialized */
  11. int HasSg;
  12.  
  13. XAxiDma_BdRing TxBdRing; /* BD container management for TX channel */
  14. XAxiDma_BdRing RxBdRing[]; /* BD container management for RX channel */
  15. int TxNumChannels;
  16. int RxNumChannels;
  17. int MicroDmaMode;
  18. int AddrWidth; /**< Address Width */
  19. } XAxiDma;
 

　　1.3.中斷向量表

 
  1. typedef struct {
  2. Xil_ExceptionHandler Handler;
  3. void *Data;
  4. } XExc_VectorTableEntry;

2.代碼結構

main()

|---- init_intr_sys();

　　|---- DMA_Intr_Init();　　// 初始化DMA

　　　　|---- XAxiDma_LookupConfig();　　// 查找DMA設備

　　　　|---- XAxiDma_CfgInitialize();　　　　// 初始化DMA設備

　　|---- Init_Intr_System();　　//初始化中斷控制器

　　　　|---- XScuGic_LookupConfig();　　// 查找中斷控制器設備；帶的參數爲設備ID，查看中斷向量是否存在

　　　　|---- XScuGic_CfgInitialize();　　// 初始化中斷控制器設備

　　|---- Setup_Intr_Exception();

　　　　|---- Xil_ExceptionInit();　　// 使能硬件中斷

　　　　|---- Xil_ExceptionRegisterHandler();

　　　　|---- Xil_ExceptionEnable();

　　|---- DMA_Setup_Intr_System();　　// 設置DMA中斷

　　　　|---- XScuGic_SetPriorityTriggerType();

　　　　|---- XScuGic_Connect();　　// 鏈接中斷源

　　　　|---- XScuGic_Enable();

　　|---- DMA_Intr_Enable();

　　　　|---- XAxiDma_IntrDisable();

　　　　|---- XAxiDma_IntrEnable();

|----axi_dma_test();

2.1.比較重要的函數

2.1.1.中斷註冊函數 Xil_ExceptionRegisterHandler：

 
  1. /*****************************************************************************/
  2. /**
  3. * @brief Register a handler for a specific exception. This handler is being
  4. * called when the processor encounters the specified exception.
  5. *
  6. * @param exception_id contains the ID of the exception source and should
  7. * be in the range of 0 to XIL_EXCEPTION_ID_LAST.
  8. * See xil_exception.h for further information.
  9. * @param Handler to the Handler for that exception.
  10. * @param Data is a reference to Data that will be passed to the
  11. * Handler when it gets called.
  12. *
  13. * @return None.
  14. *
  15. * @note None.
  16. *
  17. ****************************************************************************/
  18. void Xil_ExceptionRegisterHandler(u32 Exception_id,
  19. Xil_ExceptionHandler Handler,
  20. void *Data)
  21. {
  22. XExc_VectorTable[Exception_id].Handler = Handler;
  23. XExc_VectorTable[Exception_id].Data = Data;
  24. }

　　從上面能夠看到Xil_ExceptionRegisterHandler()這個函數是把中斷的句柄(第二個行參「Handler」)和中斷的參數(第三個行參「Data」)放到了兩個結構體XExc_VectorTableEntry類型的數組XExc_VectorTable當中 ，XExc_VectorTableEntry結構體類型以下：

  
 
  1. XExc_VectorTableEntry XExc_VectorTable[XIL_EXCEPTION_ID_LAST + ] =
  2. {
  3. {Xil_ExceptionNullHandler, NULL},
  4. {Xil_UndefinedExceptionHandler, NULL},
  5. {Xil_ExceptionNullHandler, NULL},
  6. {Xil_PrefetchAbortHandler, NULL},
  7. {Xil_DataAbortHandler, NULL},
  8. {Xil_ExceptionNullHandler, NULL},
  9. {Xil_ExceptionNullHandler, NULL},
  10. };

　　Xil_ExceptionRegisterHandler()函數的第二傳參XScuGic_InterruptHandler，是一個函數指針，強制轉化成了Xil_ExceptionHandler類型，XScuGic_InterruptHandler()函數以下。

 
  1. void XScuGic_InterruptHandler(XScuGic *InstancePtr)
  2. {
  3.  
  4. u32 InterruptID;
  5. u32 IntIDFull;
  6. XScuGic_VectorTableEntry *TablePtr;
  7.  
  8. /* Assert that the pointer to the instance is valid
  9. */
  10. Xil_AssertVoid(InstancePtr != NULL);
  11.  
  12. /*
  13. * Read the int_ack register to identify the highest priority interrupt ID
  14. * and make sure it is valid. Reading Int_Ack will clear the interrupt in the GIC.
  15. * 讀取 int_ack 寄存器以識別最高優先級的中斷 ID， 並確保其有效。讀取 Int_Ack 將清除 GIC 中的中斷。
    　　　　　*　而後看看讀出來的中斷 ID 是否大於最大的中斷值。
  16. */
  17. IntIDFull = XScuGic_CPUReadReg(InstancePtr, XSCUGIC_INT_ACK_OFFSET);
  18. InterruptID = IntIDFull & XSCUGIC_ACK_INTID_MASK;
  19.  
  20. if(XSCUGIC_MAX_NUM_INTR_INPUTS < InterruptID){
  21. goto IntrExit;
  22. }
  23.  
  24. /*
  25. * Execute the ISR. Jump into the Interrupt service routine based on the
  26. * IRQSource. A software trigger is cleared by the ACK.
  27. */
  28. TablePtr = &(InstancePtr->Config->HandlerTable[InterruptID]);
  29. if(TablePtr != NULL) {
  30. TablePtr->Handler(TablePtr->CallBackRef);
  31. }
  32.  
  33. IntrExit:
  34. /*
  35. * Write to the EOI register, we are all done here.
  36. * Let this function return, the boot code will restore the stack.
  37. */
  38. XScuGic_CPUWriteReg(InstancePtr, XSCUGIC_EOI_OFFSET, IntIDFull);
  39. }
 

　　經過程序開頭 xilinx 給出的這個XScuGic_InterruptHandler()程序的註釋能夠知道： 這個函數是基本的中斷驅動函數。 它必須 鏈接到中斷源， 以便在中斷控制器的中斷激活時被調用。 它將解決哪些中斷是活動的和啓用的， 並調用適當的中斷處理程序。 它使用中斷類型信息來肯定什麼時候確認中斷。 首先處理最高優先級的中斷。 此函數假定中斷向量表已預先初始化。 它不會在調用中斷處理程序以前驗證表中的條目是否有效。 當中斷髮生時，調用的就是上面的代碼中的語句：TablePtr->Handler(TablePtr->CallBackRef)。那麼這個Handler和CallBackRef究竟是什麼呢？也就是Handler和CallBackRef究竟是和哪段要被執行的代碼綁定在一塊兒呢？
2.1.2.中斷鏈接函數

　　咱們在DMA_Setup_Intr_System()函數中調用了中斷鏈接函數XScuGic_Connect();

 
  1. int DMA_Setup_Intr_System(XScuGic * IntcInstancePtr,XAxiDma * AxiDmaPtr, u16 TxIntrId, u16 RxIntrId)
  2. {
  3. <...>
  4. /*
  5. * Connect the device driver handler that will be called when an
  6. * interrupt for the device occurs, the handler defined above performs
  7. * the specific interrupt processing for the device.
  8. */
  9. Status = XScuGic_Connect(IntcInstancePtr, TxIntrId,
  10. (Xil_InterruptHandler)DMA_TxIntrHandler,
  11. AxiDmaPtr);
  12. if (Status != XST_SUCCESS) {
  13. return Status;
  14. }
  15.  
  16. Status = XScuGic_Connect(IntcInstancePtr, RxIntrId,
  17. (Xil_InterruptHandler)DMA_RxIntrHandler,
  18. AxiDmaPtr);
  19. if (Status != XST_SUCCESS) {
  20. return Status;
  21. }
  22. <...>
  23. }
 

　　能夠看到XScuGic_Connect()函數的第三個傳參是一個Xil_InterruptHandler類型的函數指針DMA_TxIntrHandler。XScuGic_Connect()內容以下。

 
  1. s32 XScuGic_Connect(XScuGic *InstancePtr, u32 Int_Id,
  2. Xil_InterruptHandler Handler, void *CallBackRef)
  3. {
  4. /*
  5. * Assert the arguments
  6. */
  7. Xil_AssertNonvoid(InstancePtr != NULL);
  8. Xil_AssertNonvoid(Int_Id < XSCUGIC_MAX_NUM_INTR_INPUTS);
  9. Xil_AssertNonvoid(Handler != NULL);
  10. Xil_AssertNonvoid(InstancePtr->IsReady == XIL_COMPONENT_IS_READY);
  11.  
  12. /*
  13. * The Int_Id is used as an index into the table to select the proper
  14. * handler
  15. */
  16. InstancePtr->Config->HandlerTable[Int_Id].Handler = Handler;
  17. InstancePtr->Config->HandlerTable[Int_Id].CallBackRef = CallBackRef;
  18.  
  19. return XST_SUCCESS;
  20. }

　　能夠看到XScuGic_Connect()函數將傳進來的第三個參數，Xil_InterruptHandler類型的「Handler」，綁定到InstancePtr->Config->HandlerTable[Int_Id].Handler中，第四個參數同理綁定。這裏的InstancePtr是函數XScuGic_Connect()傳進來的XScuGic結構體類型的指針變量，前面講過，XScuGic結構體中還包含XScuGic_Config結構體類型的指針Config，進一步來講，XScuGic_Connect()函數將傳進來的第三個參數Handler就是綁定到XScuGic_Config結構體類型的指針Config中的HandlerTable變量。這個HandlerTable變量是一個XScuGic_VectorTableEntry類型的結構體變量。至此，中斷的Handler就綁定到main.c文件開頭定義的設備static XScuGic Intc當中，同時設備 XScuGic Intc也由於函數Setup_Intr_Exception()跟硬件的異常向量表綁定到一塊兒了。前文提到「Handler和CallBackRef究竟是和哪段要被執行的代碼綁定在一塊兒呢？」，那麼答案就在這裏了，要執行的代碼就在這裏被綁定到一塊兒來。

 

　　因此接下來看看這個形參Handler（對應的是調用XScuGic_Connect()函數傳進來的實參DMA_TxIntrHandler）指向了什麼東西？

　　函數指針DMA_TxIntrHandler指向的內容以下。下面代碼是DMA Tx的，Rx的也差很少。

 
  1. static void DMA_TxIntrHandler(void *Callback)
  2. {
  3.  
  4. u32 IrqStatus;
  5. int TimeOut;
  6. XAxiDma *AxiDmaInst = (XAxiDma *)Callback;
  7.  
  8. /* Read pending interrupts */
  9. IrqStatus = XAxiDma_IntrGetIrq(AxiDmaInst, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);
  10.  
  11. /* Acknowledge pending interrupts */
  12.  
  13. XAxiDma_IntrAckIrq(AxiDmaInst, IrqStatus, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);
  14.  
  15. /*
  16. * If no interrupt is asserted, we do not do anything
  17. */
  18. if (!(IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_ALL_MASK)) {
  19.  
  20. return;
  21. }
  22.  
  23. /*
  24. * If error interrupt is asserted, raise error flag, reset the
  25. * hardware to recover from the error, and return with no further
  26. * processing.
  27. */
  28. if ((IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_ERROR_MASK)) {
  29.  
  30. Error = ;
  31.  
  32. /*
  33. * Reset should never fail for transmit channel
  34. */
  35. XAxiDma_Reset(AxiDmaInst);
  36.  
  37. TimeOut = RESET_TIMEOUT_COUNTER;
  38.  
  39. while (TimeOut) {
  40. if (XAxiDma_ResetIsDone(AxiDmaInst)) {
  41. break;
  42. }
  43.  
  44. TimeOut -= ;
  45. }
  46.  
  47. return;
  48. }
  49.  
  50. /*
  51. * If Completion interrupt is asserted, then set the TxDone flag
  52. */
  53. if ((IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_IOC_MASK)) {
  54.  
  55. TxDone = ;
  56. }
  57. }

　　代碼中，在dma_intr.h中聲明瞭三個全局變量：TxDone，RxDone和Error。

dam_intr.h ：

 
  1. extern volatile int TxDone;
  2. extern volatile int RxDone;
  3. extern volatile int Error;

　　在dma_intr.c文件的開頭，定義了這三個全局變量。

 
  1. #include "dma_intr.h"
  2.  
  3. volatile int TxDone;
  4. volatile int RxDone;
  5. volatile int Error;

能夠看到用關鍵字volatile修飾，在此回顧一下朱有鵬老師在講解C語言的時候，總結的volatile的用法：

(1)volatile的字面意思：可變的、易變的。C語言中volatile用來修飾一個變量，表示這個變量能夠被編譯器以外的東西改變。編譯器以內的意思是變量的值的改變是代碼的做用，編譯器以外的改變就是這個改變不是代碼形成的，或者不是當前代碼形成的，編譯器在編譯當前代碼時沒法預知。譬如在中斷處理程序isr中更改了這個變量的值，譬如多線程中在別的線程更改了這個變量的值，譬如硬件自動更改了這個變量的值（通常這個變量是一個寄存器的值）
(2)以上說的三種狀況（中斷isr中引用的變量，多線程中共用的變量，硬件會更改的變量）都是編譯器在編譯時沒法預知的更改，此時應用使用volatile告訴編譯器這個變量屬於這種（可變的、易變的）狀況。編譯器在遇到volatile修飾的變量時就不會對改變量的訪問進行優化，就不會出現錯誤。
(3)編譯器的優化在通常狀況下很是好，能夠幫助提高程序效率。可是在特殊狀況（volatile）下，變量會被編譯器想象以外的力量所改變，此時若是編譯器沒有意識到而去優化則就會形成優化錯誤，優化錯誤就會帶來執行時錯誤。並且這種錯誤很難被發現。
(4)volatile是程序員意識到須要volatile而後在定義變量時加上volatile，若是你遇到了應該加volatile的狀況而沒有加程序可能會被錯誤的優化。若是在不該該加volatile而加了的狀況程序不會出錯只是會下降效率。因此咱們對於volatile的態度應該是：正確區分，該加的時候加不應加的時候不加，若是不能肯定該不應加爲了保險起見就加上。

計劃在xilinx DMA IP loop測試(二)中結合DMA的AXI4總線時序，來記錄一下DMA的數據收發。

 

  1. xilinx DMA IP核(二) —— 文檔閱讀

    本筆記不記錄DMA的Scatter/Gather特性.DMA上有三種總線:AXI4-LIte(對寄存器進行配置),AXI4-Memory Map(用於與內存交互)和AXI4 Stream(用於與外設交 ...

  2. 從Xilinx FFT IP核到OFDM

    筆者在校的科研任務,須要用FPGA搭建OFDM通訊系統,而OFDM的核心便是IFFT和FFT運算,所以本文經過Xilinx FFT IP核的使用總結給你們開個頭,詳細內容可查看官方文檔PG109.關於 ...

  3. PCIE xilinx v5 IP核使用前的研究

    外帶一個月前啃的一個星期,加本星期心無旁騖,啃出些心得,廣惠後人.希望有用. trn信號是數據鏈路層的信號 TLP包是數據鏈路層傳給transaction層的包 解包須要一個transaction的協 ...

  4. Xilinx DDR3 IP核使用問題彙總（持續更新）和感悟

    一度由於DDR3的IP核使用而發狂. 後來由於解決問題,得一感悟.後面此貼會完整講述ddr3 ip的使用.(XILINX K7) 感悟:對於有供應商支持的產品,遇到問題找官方的流程.按照官方的指導進行 ...

  5. aurora 64B/66B ip核設置與例程代碼詳解

    見網頁https://blog.csdn.net/u014586651/article/details/84349328 https://blog.csdn.net/u012135070/articl ...

  6. Xilinx FFT IP核縮放因子說明

    以1024點FFT爲例, reg [9:0] scale_sch = 10'b11_10_01_01_01; 流水線結構中,將每一個基 2 的蝶形處理單元視爲一個階段. 每一個階段進行一次數據的縮減,縮減 ...

  7. Xilinx的IP核接口命名說明

    s_axis中的s表示:slave(從); m_axis中的m表示:master(主). axis表示AXI(一種總線協議) Signal.

  8. xilinx IP核配置,一步一步驗證Xilinx Serdes GTX最高8.0Gbps

    版權聲明:本文爲博主原創文章,未經博主容許不得轉載. https://blog.csdn.net/u010161493/article/details/77658599   目錄(?)[+]   以前 ...

  9. 利用ZYNQ SOC快速打開算法驗證通路（4）——AXI DMA使用解析及環路測試

    一.AXI DMA介紹 本篇博文講述AXI DMA的一些使用總結,硬件IP子系統搭建與SDK C代碼封裝參考米聯客ZYNQ教程.若想讓ZYNQ的PS與PL兩部分高速數據傳輸,須要利用PS的HP(高性能 ...

  10. 7 Series GTP IP核使用總結 IP核配置篇

    FPGA內嵌收發器至關於以太網中的PHY芯片,但更靈活更高效,線速率也在隨着FPGA芯片的發展升級.本文對7系列FPGA內部高速收發器GTP IP核的配置和使用作些簡單的總結,以備後續回顧重用.本文是 ...

相關文章
相關標籤/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公眾號
   歡迎關注本站公眾號,獲取更多信息
聯繫我們 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程