ARM中基于DMA的高效UART通讯及其应用

数据接收：这一部分工作由初始化好后的DMA控制器依靠硬件来完成。接收数据不定时，初始化UART0的接收缓冲区为16字节，当接收缓冲区满时，会产生DMA请求，然后在DMA控制器的控制下，将UART的接收FIFO中的16字节的数据转移到指定的缓冲区中（SRAM）,当数据转移完毕（DMA 计数到0）后，要做两件事情：一是自动重载和自动启动，即自动重新设置好目标（缓冲区）首地址和源地址（UART接收寄存器）以及DMA计数器，准备好下次DMA请求；另外产生DMA中断。DMA中断服务程序要做的工作很简单，只要对全局标志RECEIVE_FLAG置位，通知主程序有新的命令需要处理。这样主程序可以直接处理RAM中的数据，而不需要花费时间去读取UART的接收缓冲区。

数据处理：当主程序通过查询全局标志RECEIVE_FLAG，如果为1，则知道有新的命令，可以直接读取命令缓冲区，同时对RECEIVE_FLAG清零。然后按照一定的算法对接收的数据做出解析，这部分内容不做重点讨论。

5、试验及结论

为了验证基于DMA的通讯的有效性，笔者做了对比试验。把负责轨迹插补的定时中断优先级设计成最高（中断时间间隔50毫秒，中断服务程序执行时间约需要30毫秒），然后一个机器人采用中断方式接收上位机连续发送的100组命令，另一个采用基于DMA的方式接收上位机连续发送的100组命令。然后在机器人主程序中通过读取UART的状态寄存器判断出现错误（主要是数据溢出错误，即缓冲区有接收数据而没有及时读取，被新的数据覆盖）的次数。软件采用C语言，用ADS1.2编译调试。试验结果如表2。实验证明了第二种方式的有效性。

表2：对比试验结果

本文作者的创新点在于：在UART通讯中，通过采取DMA方式，直接将UART接收的数据转移到设定好的RAM区，然后设置相应的全局标志，通知主程序数据可用就可以了。开发人员不需要到UART的缓冲区中读取数据，直接读RAM就可以了。与采用中断方式或者查询方式的串行口通讯方式相比较，不仅仅可以节省CPU通讯时用于接收数据的时间，同时可以防止UART接收的数据由于没有及时被读取而丢失，提高了通讯的可靠性。

参考文献：
（1）嵌入式系统开发与应用，田泽编著，北京航空航天大学出版社，2005年5月第一版；
（2）S3C44B0X RISC MICROPROCESSOR ，SAMSUNG ElECTRONICS
（3）ARM微控制器基础与实战，周立功等编著，北京航空航天大学出版社，2003年11月第1版．
（4） 魏永清　万宝年，具有软件模拟FIFO缓冲区的串口通信模块设计，微计算机信息 2006年第7-2期：64-66