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【经验分享】STM32F2xx / STM32F4xx DMA最大传输问题

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STMCU小助手 发布时间:2021-12-3 16:00
以下是译文,有误之处欢迎提出。. [. z, \5 E" H
从我们所看到的情况来看,似乎只要在任何时候发生2次DMA传输,或者看起来有3个同时的DMA传输将导致随机错误。. J# S: R7 e' ~% F9 `
我们一直在使用STM32F207和STM32F407处理器,一直在同时执行3个DMA。具体来说:从DCMI端口接收数据,从ADC接收数据以及接收或发送数据到SDIO端口(SD卡)。我们看到发生的事情是:/ ~! ~9 s0 q6 U7 ?
有时候SDIO传输只会在中途停止,没有错误,并且卡不忙。数据传输没有明显的原因停止,但它会。查询SDIO状态寄存器SDIO_STA指示其发送FIFO为空(在写入SD卡的情况下)并且它处于传输中。$ k  x: ?6 c  B+ ?# p( S
ADC有时会报告ADC超限错误,这应该是不可能的。随着ADC数据通过DMA读出,完全在任何软件控制之外,它不应该溢出,但有时候会。5 ^$ L; H  j( R9 V/ u5 A- O/ u
我们最初将这些行为归结为外设错误,但有一天我们注意到当关闭DCMI端口时问题就没有了。很令人费解。进一步的调查发现,如果这3个外设中只有2个外设正在运行,我们就没有这个问题,这产生了一个疑问:“这3个外设之间存在的问题是什么?”,很显然答案是DMA,在这种情况下,具体是DMA2。
1 U* \/ T" z! h: p  A8 z- c/ y6 {我们的理由是,当一个外设需要一个DMA服务时,它会产生一个标志,导致DMA为该外设提供服务,无论是通过写入数据还是从中读取数据,如果3个外设同时产生标志,可能会发生其中一个被“永久忽略”的情况。它没有得到响应,在ADC的情况下,这会导致溢出。在SDIO的情况下,这会导致它最终将FIFO清空(写入SD卡时)。在DCMI的情况下,我们看到了一些明显的错误,但很难确定。% H$ e1 s, G1 m& F  L
基于这种理论认识,我们在2011年11月初将测试案例列举出来(在F2x和F4x上),并将其发送给ST。我们在12月初看到他们已经查看了该问题,但我们后续没有听到任何声音。
( ~( G; g  _  R1 M到12月底,我与另一家使用SMT32F2xx的公司进行了交谈,他们碰巧提到了一个类似的问题,他们也有3个DMA同时运行,它们是:SPI,USART和SDIO。与我们不同,他们分布在DMA1和DMA2上。然而,里面不明原因的数据中断的基本症状是相同的。
4 r6 T8 c; l  ?( W! m基于这一切,我只能假设来自任何1个DMA控制器或2个DMA控制器或者 3个同时DMA都可能产生这个问题。, f9 ^! a. C  p6 ]0 A0 M4 ~
在我们的例子中,我们采用了带宽最低的外设,即ADC,并将其移至中断运行状态。由于STM32F407 ADC没有内部FIFO,因此它可以非常容易地溢出,因此它的中断必须处于最高优先级并且被允许抢占中断。由于我们已经完成了这3个外设都正常工作。/ P  m3 G' _3 Y" h2 r8 S, W" F
我需要再次强调,我们相信发生的事情不过是一种基于我们所看到的症状的理论。虽然ST已经确认看到了这些症状,但他们没有提供任何有关实际情况的信息,所以我们在一定程度上是在摸黑走。我可以有把握地说,你会非常明智地将同时DMA的数量限制为2,至少在ST提供更多关于实际造成这种情况的信息之前。
" ]2 e5 S* [1 G# n' _0 g. e, b: g2012年6月更新:
" z& U+ @! f: H2012年1月,ST在他们的用户论坛上提供了回复:6 |1 y5 p: c1 p, w7 }, i# r- c
它没有回答所有的问题,但似乎表明问题不在于DMA的数量,而在于DMA2。他们表示:
+ r. c& V/ b8 X8 }*我们确认您的发现,这是一个仅涉及我们DMA2的限制,以下是详细说明:7 J8 k. H' s: D4 o) f2 A3 o
当以并发方式管理AHB和APB2外设时,DMA2控制器可能会破坏数据。
7 R( t: f4 h+ h说明:
& v: t: o) g/ W& B这种情况对于嵌入FIFO的外设很重要,并且会产生数据损坏。对于闪存来说,影响是多重访问,但数据没有被破坏。嵌入式FIFO的AHB外设是DCMI,CRYPT,HASH。在没有CRYPTO的STM32F2 / 40xx上,只有DCMI受到影响。4 t: [' c% R7 ?+ F' z$ E
含义:
5 \$ P9 H8 c( Y4 F" KDMA传输到AHB外设的数据在FIFO目标的情况下可能会损坏,或者在访问存储器的情况下可能会多次访问。& ]! {* n6 Y8 B! q; r7 v
解决方法:& }& Z' f# z; K$ A% [
避免使用DMA2进行并发AHB和APB2传输。可以使用以下方法之一来解决该问题:
% N$ j$ p4 C( \0 ]如果DMA2用于管理AHB外设(DCMI,CRYPT,HASH),则可以使用Cortex-M CPU管理APB2外设。8 Z1 Q0 O3 L6 x7 K8 w
如果使用DMA2来管理APB2外设,我们可以使用CPU来管理AHB外设(DCMI,CRYPT,HASH)。; Q' |  B* L' q
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