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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。
" x' `9 {' c* C! j, g( W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。
" Z" a5 L! Q2 O, G6 s( }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:( c( o( y' F# Y' q
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。
+ z7 s! B- a) B7 wADC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。; W0 s9 R# ~' n( s1 b# V" w
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。
( \) S, h# R4 a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。  E3 g7 K& s& g; \: h
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。
; ]. Z0 M- Q  e# v% E3 M- t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。
6 W3 R! L0 D2 {% Z' J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。9 G& ]9 U0 @  X; ^/ J+ H. O
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& h/ f2 J% v( K7 E$ T
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。' }* `& U$ b- V1 @5 I9 }
2012年6月更新:2 w7 B9 j1 y. J- f! P+ ~  m+ E3 F1 g
2012年1月,ST在他们的用户论坛上提供了回复:: h2 f. t- v+ l9 z' k
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:
4 h- Q" o( V! C*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:
! t6 \9 x1 l5 ?1 G" L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。: k" E! Y$ y/ I' e1 Z3 W
说明:: z; x, O3 ^- ^9 x: I/ u4 _
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。$ C0 J( o4 W% Z& \' ~
含义:
* R8 D! t0 ]; aDMA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。
1 y0 a( w: b) D- N解决方法:
! D5 n6 U) p* M' e2 p2 i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:
$ G" c; r' V4 J, |0 c4 g$ F  {# ]5 f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。
! H9 r' @7 I6 X# S3 n: V7 q" h7 A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)。/ R7 H% i/ J( Y9 z9 k8 e
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