ARM系統(tǒng)中DMA方式在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用
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這里主要介紹DMA方式的數(shù)據(jù)采集，F(xiàn)PGA內(nèi)部的CCD驅(qū)動邏輯暫不介紹。FPGA與ARM的接口邏輯電路如圖3所示。
FPGA內(nèi)部采用異步FIFO解決CCD輸出數(shù)據(jù)頻率和S3C2410采集頻率不匹配的問題，寫時鐘由CCD輸出位同步信號提供，讀時鐘由S3C2410的時鐘輸出引腳CLKOUT0提供。CLKOUT0根據(jù)ARM內(nèi)部寄存器的設(shè)置可以輸出不同的時鐘頻率。FIFO輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過以nGCS4為選通信號的BUFFER后接到ARM的數(shù)據(jù)總線上。nGCS4是S3C2410存儲空間中BNAK4的片選信號，當S3C2410對地址范圍
0x20000000~0x28000000的存儲空間進行讀寫操作時，BANK4為低電平，其余時間均為高電平.用它作為BUFFER的選通信號能有效地避免數(shù)據(jù)總線的污染。
FIFO的寫請求信號由S3C2410與FIFO的滿狀態(tài)共同控制。當ARM發(fā)出START信號并且FIFO未滿時，寫請求信號為高電平。FIFO在寫時鐘的控制下寫入數(shù)據(jù)。當START信號撤銷或者FIFO滿時，寫請求信號變?yōu)榈碗娖?，停止寫操作?br /> FIFO的讀操作與ARM的DMA操作配合進行。系統(tǒng)采用單服務(wù)命令模式的DMA操作，每次傳輸一個字節(jié)數(shù)據(jù)位。當DREQ0信號變?yōu)榈碗娖綍rDMA操作開始，每次傳輸一個字節(jié)后產(chǎn)生一個DACK0應(yīng)答信號，而且只要DREQ0為低電平DMA操作就繼續(xù)進行，直到DMA控制寄存器中的計數(shù)器為0.產(chǎn)生DMA中斷。根據(jù)上述時序特點，將FIFO的空信號作為DMA的請求信號DREQ0.當CCD輸出的數(shù)據(jù)寫入FIFO中時，空信號跳變?yōu)榈碗娖絾覦MA操作，同時以DACK0信號作為FIFO的讀請求。每一次DMA傳輸完成后應(yīng)答信號使FIFO的讀指針移動一位，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速準確采集。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/151953.htm
4 Linux下的驅(qū)動程序設(shè)計
系統(tǒng)采用ARM+嵌入式Linux的構(gòu)架，Linux版本為2.4.18，采集系統(tǒng)必須和高效靈活的接口驅(qū)動程序相結(jié)合才能在操作系統(tǒng)下正常工作。
4.1 驅(qū)動程序的基本概念
設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和硬件之間的接口，它屬于內(nèi)核一部分，主要功能如下：
(1)對設(shè)備初始化或釋放;
(2)把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳送至硬件。從硬件讀取數(shù)據(jù)：
(3)讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備的數(shù)據(jù)，回送應(yīng)用程序請求的數(shù)據(jù)：
(4)監(jiān)測和處理設(shè)備出現(xiàn)的異常。
設(shè)備驅(qū)動程序為應(yīng)用程序屏蔽了硬件的細節(jié)，在應(yīng)用程序中，硬件設(shè)備只是一個設(shè)備文件，可以像操作普通文件一樣對硬件設(shè)備進行操作。
4.2 修改代碼
嵌入式Linux在arch/arm/mach-s3c2410目錄下的dma.c文件中定義了一些與DMA操作相關(guān)的通用函數(shù)，主要有：申請DMA通道函數(shù)s3c2410_re，quest_dma()、申請DMA中斷函數(shù)request_irq()、加入DMA隊列函數(shù)s3c2410_dma_queue_buffer()、進行DMA操作函數(shù)process_dma()以及中斷處理程序dma_irq_handler()等。在進行特定接口操作時，必須對其進行適當?shù)男薷摹８鶕?jù)接口設(shè)置修改如下內(nèi)容：
增加外部DMA操作的寄存器設(shè)置：
#define XDREQ0_CTL(DEMAND_MODE | SYNC_HCLK | INT_MODE |TSZ_UNIT
| SINGLE_SERVICE | HWSRC(CH0_nXDREQ0) | DMA_SRC_HW | CLR_ATRELOAD | DSZ(DSZ_BYTE)| TX_CNT(0));
//設(shè)置DMA為單服務(wù)命令模式，8位數(shù)據(jù)總線、允許中斷且通過DREQ0硬件觸發(fā)DMA操作
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