RT1060--串口edma详解(SDK)

串口edma详解

这次我们来一起看一下，基于 NXP MIMXRT1060 开发板的串口通信示例工程，学习如何使用 EDMA(增强型直接内存访问)来实现高效的串口数据传输。

主要特点：

1. 使用 LPUART (低功耗串口)进行通信
2. 利用 EDMA 实现数据传输，减少 CPU 干预
3. 实现了一个回显功能 - 将接收到的数据发送回去

关键数据流

• 接收流程： 串口输入 -> LPUART接收寄存器 -> EDMA传输 -> 接收缓冲区(g_rxBuffer)

• 发送流程： 发送缓冲区(g_txBuffer) -> EDMA传输 -> LPUART发送寄存器 -> 串口输出

lpuart_edma_transfer.c 工作流程

1. 系统初始化：

• 配置 LPUART（波特率115200，使能收发）
• 配置 DMAMUX（设置 DMA 通道映射）
• 初始化 EDMA（并创建传输句柄）

2. 主循环逻辑：

while (1)
{
    /* If RX is idle and g_rxBuffer is empty, start to read data to g_rxBuffer. */
    if ((!rxOnGoing) && rxBufferEmpty)
    {
        rxOnGoing = true;
        LPUART_ReceiveEDMA(DEMO_LPUART, &g_lpuartEdmaHandle, &receiveXfer);
    }

    /* If TX is idle and g_txBuffer is full, start to send data. */
    if ((!txOnGoing) && txBufferFull)
    {
        txOnGoing = true;
        LPUART_SendEDMA(DEMO_LPUART, &g_lpuartEdmaHandle, &sendXfer);
    }

    /* If g_txBuffer is empty and g_rxBuffer is full, copy g_rxBuffer to g_txBuffer. */
    if ((!rxBufferEmpty) && (!txBufferFull))
    {
        memcpy(g_txBuffer, g_rxBuffer, ECHO_BUFFER_LENGTH);
        rxBufferEmpty = true;
        txBufferFull  = true;
    }
}

• 检查接收缓冲区状态，空闲则启动新的接收
• 检查发送缓冲区状态，满则启动新的发送
• 在接收完成且发送空闲时，将数据从接收缓冲区复制到发送缓冲区

3. 状态管理：

• 使用回调函数处理传输完成事件
• 通过状态标志(rxBufferEmpty, txBufferFull等)协调收发过程

仔细分析callback机制

首先看到几个关键的回调函数:

1. LPUART_UserCallback - 这是用户层的回调函数,在main中注册
2. LPUART_SendEDMACallback - EDMA发送完成的回调
3. LPUART_ReceiveEDMACallback - EDMA接收完成的回调
4. LPUART_TransferEdmaHandleIRQ - LPUART的EDMA中断处理函数

从代码中可以看到调用链路:

1. 在main中通过LPUART_TransferCreateHandleEDMA注册了用户回调:

   /* Create LPUART DMA handle. */
   LPUART_TransferCreateHandleEDMA(DEMO_LPUART, &g_lpuartEdmaHandle, LPUART_UserCallback, NULL, &g_lpuartTxEdmaHandle,
                                   &g_lpuartRxEdmaHandle);

2. 当EDMA传输完成时,会触发中断,调用LPUART_TransferEdmaHandleIRQ();

   /* Save the handle in global variables to support the double weak mechanism. */
   s_lpuartHandle[instance] = handle;
   /* Set LPUART_TransferEdmaHandleIRQ as DMA IRQ handler */
   s_lpuartIsr[instance] = LPUART_TransferEdmaHandleIRQ;
   /* Disable all LPUART internal interrupts */
   LPUART_DisableInterrupts(base, (uint32_t)kLPUART_AllInterruptEnable);
   /* Enable interrupt in NVIC. */
   (void)EnableIRQ(s_lpuartIRQ[instance]);

3. 在EDMA的回调中会更新状态标志并调用用户回调:

LPUART_SendEDMACallback
LPUART_ReceiveEDMACallback
    --> LPUART_UserCallback

以下是LPUART EDMA传输的回调流程图:

graph TD
    A[EDMA传输开始] --> B[EDMA传输完成中断]
    B --> C[LPUART_TransferEdmaHandleIRQ]
    C --> D{传输类型?}
    D -->|发送完成| E[LPUART_SendEDMACallback]
    D -->|接收完成| F[LPUART_ReceiveEDMACallback]
    E --> G[LPUART_UserCallback]
    F --> G
    G -->|TX完成| H[设置txBufferFull=false<br>txOnGoing=false]
    G -->|RX完成| I[设置rxBufferEmpty=false<br>rxOnGoing=false]

所以整个调用链是:

1. EDMA完成传输
2. 触发LPUART传输完成中断
3. 调用LPUART_TransferEdmaHandleIRQ
4. LPUART_TransferEdmaHandleIRQ调用用户回调
5. 用户回调更新状态标志

这个机制实现了:

1. 硬件中断与软件处理的解耦
2. 灵活的状态管理
3. 异步操作的完成通知

总结

1. 初始化流程:

• main函数中创建EDMA handle
• 注册LPUART_UserCallback作为用户回调
• 配置EDMA通道和中断

2. 发送流程:

• LPUART_SendEDMA触发发送
• EDMA完成后触发中断
• 通过回调链更新状态标志

3. 接收流程:

• LPUART_ReceiveEDMA启动接收
• EDMA完成后触发中断
• 通过回调链更新状态标志

4. 状态管理:

• txOnGoing/rxOnGoing表示传输进行状态
• txBufferFull/rxBufferEmpty表示缓冲区状态
• 这些标志在回调中更新,在主循环中使用

这种回调机制实现了:

1. 异步处理EDMA传输
2. 状态管理的解耦
3. 用户代码与底层驱动的分离