5. DMA及中断对SD卡读写

本文对STM32的SPI3读写SD卡进行讨论，读写使用直接模式，DMA模式，和DMA中断模式，并尝试对各种模式进行比较

一般来讲，使用DMA模式的优点在于，节省主程序资源，在直接对CPU/MCU编程的环境中，DMA模式类似于线程的效果。尤其在对实时处理比较严格的环境，如视频播放或采集，DMA会发挥重要作用，主程序更着眼于进行资源分配和流程控制。

使用SPI的DMA功能，需要首先对相关寄存器初始化

SPI3使用DMA2的Channel1接收数据，Channel2发送数据，（参照STM32参考手册）

rcc->ahbenr |= 0x02; //enable dma2

spi3->cr2 = 0x3; // enable spi3 dma

使用DMA的中断功能，需要对NVIC和系统向量表vtor初始化

这里只使用SPI3接受中断，DMA2的Channel1，IRQ56

nvic->iser.at[1] = 0x01000000; //enable IRQ56

scb->vtor = (unsigned int)(&__Vectors) & 0x3FFFFF80;

直接读写模式的特点就是结构简单，易于调试，但数据传输效率相对较低，并且完全占用主程序资源

SPI操作MOSI写数据的同时采样MISO，所以读写操作是同一个函数

unsigned char sd_bytedata(unsigned char cmd) {

   unsigned char output;

   while (((spi3->sr)&0x2)==0)   {} //TXE empty

   spi3->dr = cmd;

   while (((spi3->sr)&0x1)==0) {} //RXNE empty

   output = (unsigned char)(spi3->dr);

   return output;

}

DMA模式的优点在于，释放主程序资源，并且读取效率高，但相对设定复杂，调试困难

基于DMA的参数特性，可以将SPI的读写操作分开处理，以节省资源

DMA接受，读操作，接收缓存的内存指针自动增移，发送缓存为固定，数据长度相同

   dma2->ch1.ccr = 0x0080; //MINC:yes P->M

   dma2->ch1.cndtr = cnt;

   dma2->ch1.cpar = (unsigned int)&(spi3->dr);

   dma2->ch1.cmar = (unsigned int)rtn;

   dma2->ch2.ccr = 0x0010; //MINC:no M->P

   dma2->ch2.cndtr = cnt;

   dma2->ch2.cpar = (unsigned int)&(spi3->dr);

   dma2->ch2.cmar = (unsigned int)cmd;

DMA发送，写操作，发送缓存的内存指针自动增移，接收缓存为固定，数据长度相同

   dma2->ch1.ccr = 0x0000; //MINC:no P->M

   dma2->ch1.cndtr = cnt;

   dma2->ch1.cpar = (unsigned int)&(spi3->dr);

   dma2->ch1.cmar = (unsigned int)rtn;

   dma2->ch2.ccr |= 0x0090; //MINC:yes M->P

   dma2->ch2.cndtr = cnt;

   dma2->ch2.cpar = (unsigned int)&(spi3->dr);

   dma2->ch2.cmar = (unsigned int)cmd;

主程序通过监视DMA的EVENT事件标志进行流程控制

   while ((dma2->isr & 0x20) == 0); //check finish event

   while ((dma2->isr & 0x02) == 0); //check finish event

停止DMA，清除事件控制器，消除对下次操作影响

   dma2->ifcr = 0xFF; //clear event

中断模式可以在中断函数中加入流程控制逻辑，更多节省主程序资源，对于像SD卡操作逻辑，在没有SDIO专用控制器帮助的情况下，DMA中断模式似乎是必须的选择。但程序难度增加，调试更加困难，尤其在纠错处理方面，需要更大的精力投入。

中断函数由于没有参数，犹如数据缓冲，及控制变量最好设置成全局变量

使用中断函数不再监视事件寄存器，流程控制可以使用用户变量，定义各个状态变量

unsigned int dma_inv_state;

#define SD_DMA_DAT_ONCE 0x1

#define SD_DMA_RESPONSE 0x2

#define SD_DMA_DATATOKEN 0x4

#define SD_DMA_READDATA 0x10

#define SD_DMA_WRITEDATA 0x20

#define SD_DMA_COMPLETE 0x100

DMA读写操作前对中断标志设置

   if (dma_inv_state) {

      dma2->ch1.ccr |= 0x2; // interrupt setup

   }

中断处理程序首先等待发送结束，然后清除事件，否则中断会不断被触发

然后可以进行用户的流程操作

   while ((dma2->isr & 0x20) == 0); //check finish event channel2

   sd_stop_dma();

   if (dma_inv_state & SD_DMA_RESPONSE) {

   } else if (dma_inv_state & SD_DMA_DATATOKEN) {

   } else if (dma_inv_state & SD_DMA_READDATA) {

   } else if (dma_inv_state & SD_DMA_COMPLETE) {

   }

主程序中对状态变量进行监控

   while (dma_inv_state & SD_DMA_DAT_ONCE);

本程序实现DMA对双缓冲的读入，读入SD卡中的所有页，主程序对缓存页执行CRC校对

   while ((ii<sd_inf->page)||(cc+ee<ii)) {

         if (buf_free) {

               rtn = sd_read_pagedata_dma_inv_sss(addr, dbf, 514);

               ii++;

         }

      }

      if (buf_done) {

         if (buf_done&0x1) {

            dbf = common_buf1;

         } else {

            dbf = common_buf2;

         }

         jj = crc16(dbf, 512);

         if (((jj>>8)==dbf[512])&&((jj&0xFF)==dbf[513])) {

         }

         buf_free |= (buf_done&0x1)?0x1:0x2;

         buf_done &= (buf_done&0x1)?(~0x1):(~0x2);

      }

      if (buf_proc) {

         if (dma_inv_state == 0x0) {

            buf_done = buf_proc;

            buf_proc = 0x0;

         }

      }

   }