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串口驱动DMA发送需要注意了
发布于 2020-02-22 10:20:44 浏览:3369
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由于需要实现串口DMA的收与法,所以使用系统自带的shell做验证手段,发现将shell打开串口的方式改为DMA收发时系统打印信息缺失严重,后来一路寻找才发现,serial对DMA发送队列没有做缓存处理,导致最后一次写入会把前边写入的数据冲掉。 修改shell中打开串口的方式: ![shell.PNG](/uploads/202002/22/085317yrrazxtqmxqayard.png) 增加以DMA发送,这时看串口打印你会发现信息第一没有重启行,第二信息被串改,很多信息都是重复的 ![tab.PNG](/uploads/202002/22/090046hpbrccffz613lknf.png) 再看看serial DMA发送的驱动源码: 1、声明 ![qeue.PNG](/uploads/202002/22/090419o81d2dszz0270cxc.png) 只是声明了一个队列,但是没有缓存 2、写入队列 ![write.PNG](/uploads/202002/22/090641hncn8qbuubox4or2.png) 直接将应用层传下来的data指针给了队列,这个对应着rt_kprintf,使用着同一个缓存rt_log_buf。 怎么样才能让rt_kprintf能使用DMA呢(所有使用串口的应用都适用),有三种方案: 1、第一为发送增加同步信号量,发送完成后告诉线程可以进行第二次发送,使用rt_device_set_tx_complete,添加信号量释放的函数,发送时获取即可。 2、第二种就是自己为发送加一层队列管理,这个队列长度必须小于等于serial里定义的长度,否者写入过快时还是阻塞(DMA传输需要时间)或者数据被修改,具体长度在声明那个图里有; 3、第三种就是在serial里增加缓存,让serial自己的队列有缓存,这样每次写入的内容会被拷贝到队列的缓存中,不在受写入函数的影响,但是这样会消耗一定的内存; 前面两种对于源码修改量太大,所以我选择了方法3: 第一声明时增加缓存的声明: ![buffer.PNG](/uploads/202002/22/094252itx9s85699ikxf3o.png) buffer是在结构体中新加一个变量; 第二入队,增加内存拷贝: ![input.PNG](/uploads/202002/22/094533pkkdzczk6jd6mq88.png) 这时可以做一个简单的流控制,这样打印更加美观 ![print.PNG](/uploads/202002/22/095704c2mncr1gmlp3pnpp.png) 看上去视乎完美了,但是会发现缓存还是被更改了正好是第8条数据,说明队列还是出问题了,这也是队列的一个缺陷,头尾相等就表示满了,但是我们DMA发送是需要时间,这时候就会有不同步的时候导致数据覆盖了之前的数据。可以看到是被第16条数据填充了一点,导致没有新换行,这也就是这个时间差带来的坏处;这个地方要仔细的品一品。 那就让队列缓存空出一个位置就可以解决这个问题了,这里也要仔细品一品: ![ch.png](/uploads/202002/22/101524b8g4e95ueovw4vtt.png) 修改后的打印:(这时候缓存大小就可以改小了,最小是2) ![print2.PNG](/uploads/202002/22/101706fwdw1lvt1chq61yl.png) 这时候就可以放心的用DMA发送了,队列满后会自动阻塞;如果是用于其他应用的串口开发时,还是自己管理队列会好一些,也就是方法二;这样串口操作能剩下不少CPU。 这也是这两天困扰我的问题,希望和大家讨论,看是否还有更好的方法。
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RickFlying
2020-02-25
something in the way
您分析的很详细,对于RT官方提供的串口驱动,我还没有深入去学习,目前只是应用。不过我前一段时间,也发现DMA的问题。具体现象就是:串口DMA收数据(1K字节),收到之后发现DMA会分包,收到的数据是一段一段的,因为没注意这个问题,导致协议解析部分出来的数据个数是错的(丢数据或者多数据)。最后发现RT的串口驱动,DMA接收模式下数据会分包,然后就利用了环形缓冲区,先对dma接收到的数据进行组装,然后在按照协议提取出来一帧(顺便进行关键字符转义),然后剩下的数据放回环形缓冲区等待下一个数据片段到来进行组合,然后再提取一帧解析,如此往复。最终可以做到上位机1ms发送间隔,每次发送1K多的数据,数据不丢失。 但是我觉得我这个方法不太好,治标不治本,对于RT的串口驱动中,DMA接收为什么会出现分包的根本原因还是不太明了,不知道楼主能不能给出点指导意见。
summerxyh
2020-02-26
这家伙很懒,什么也没写!
>您分析的很详细,对于RT官方提供的串口驱动,我还没有深入去学习,目前只是应用。不过我前一段时间,也发现 ... --- 有一个帖子讨论过这个问题,你可以找找看。
Clink
2020-02-27
这家伙很懒,什么也没写!
[i=s] 本帖最后由 Clink 于 2020-2-27 20:36 编辑 [/i] 您好,您的串口DMA发送修改方法不错,但是要注意的几点是:在中断、全局中断关闭和关任务调度这3种情况时,不能使用您所介绍的3种串口DMA发送方法,因为在中断和全局中断关闭里不能阻塞,关任务调度时,不能调度(由于信号量获取与释放、数据队列写入与取出都会牵涉到任务调度,若这时使用了rt_printf,将无法阻塞当前线程,系统会误认为该线程被多次挂起),所以,您介绍的方法必须在线程中使用,否则,会出现停止运行或进入HardFault_Handler的情况。
yoyotansa
2020-03-03
这家伙很懒,什么也没写!
>您分析的很详细,对于RT官方提供的串口驱动,我还没有深入去学习,目前只是应用。不过我前一段时间,也发现 ... --- DMA收数据的最大长度是你自己定的,这个要和你的应用对应,大于你的最大数据长度应该就没啥问题,DMA接收是自动断帧的,就是空闲中断来通知应用有接收事件了。还有就是发送方如果是断断续续的也会有问题,要保证你操作的设备串口发送数据是连续的。
yoyotansa
2020-03-03
这家伙很懒,什么也没写!
>您好,您的串口DMA发送修改方法不错,但是要注意的几点是:在中断、全局中断关闭和关任务调度这3种情况时, ... --- 嗯嗯,是的,最开始我修改了shell起来之前的kservice,就出现了硬件错误;谢谢给出指正。因为我测试了如果不用DMA的方法,线程持续的时间比较久。其实我对线程抢占和时间片理解的不够深,是否可以理解为不用DMA,发送线程也会被其他高优先级线程打断,最后对系统影响其实很小。
Clink
2020-03-16
这家伙很懒,什么也没写!
>嗯嗯,是的,最开始我修改了shell起来之前的kservice,就出现了硬件错误;谢谢给出指正。因为我测试了如果 ... --- 串口用轮询方式、中断或DMA都有可能被其他线程打断,轮询方式对系统的影响主要看串口打印的数据长度以及波特率,而DMA方式在线程中使用对系统的时间占用比轮询方式少了很多。
keguo
2020-03-18
这家伙很懒,什么也没写!
请问下,你是怎么把串口DMA配置成功的,我用官方例子,测试的 DMA_RX的时候发现打开失败,请问下还需要什么别的配置;
我夏了夏天
认证专家
2020-03-20
Life isn't about finding yourself, life is about creating yourself.
这个 BUG 最近在主分支有修复,已经提交 PR 了。
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这家伙很懒,什么也没写!
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