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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。: d/ b6 |; a, q2 }4 A4 B
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。- }0 k' {* r+ U& \" h9 G& j$ y/ `$ m  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:
/ O/ ?; v2 L2 [/ k; B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。. w! O. @, ~0 b
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。
4 y! ~7 a4 e. M$ Y6 O& r  f7 |4 N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。
* O4 w# k; V$ l6 ^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。( L' x! Y& ]2 z5 T2 ^" e0 m1 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。% `, `4 @" h5 `/ u% k
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。
  h9 i* p, T' H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。
3 ~9 t1 {' h( s. F* M( I) h- z  E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。
) @7 E$ g, Z2 d1 V" z8 M' b3 Y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。4 w$ l+ O( i* p6 {  n5 i( |  D
2012年6月更新:
% m: M4 K* Z  k6 V5 y5 {) G2012年1月,ST在他们的用户论坛上提供了回复:
9 G- x0 @5 u' B+ `3 }$ ]. T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:) ~5 J7 c/ c% M
*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:9 r* `* V5 D( V
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。
2 v) r" J9 {; m说明:
* R+ w0 {" Z" H. K8 o4 i/ P! S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。
2 [4 u$ n. e- H& G' l, a; R含义:
: \, ^- t# K2 l# ~# PDMA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。6 \- t+ \% t8 p$ i( o, O/ s
解决方法:
; W1 U! Z- M) c4 C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:5 d% \% y. o; J# `
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 Z$ |1 P  Y9 f6 O. I8 q' X2 P% u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)。& k: [# v( P9 v% D6 `' B6 h9 u% _
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