【MYD-CZU3EG开发板试用体验】03 LWIP和DMA基于FreeRTOS的简单使用

通信

今天的帖子的主题为：LWIP和DMA基于FreeRTOS的简单使用，该例子实在第二篇贴子的例程基础之上进行开发的。例子中涉及到PS和PL的通信，这就不得不提到AXI总线了，下面先介绍一下PS对PL部分的通信接口。
PL和PS间通信接口基本介绍：
1、FPD-PL接口
FPD-PL接口指的是：进入全功率域（full-power domain，简称FPD）的PL到PS的数据接口。

6个高性能接口为PL总线主控提供了对所有PS从属的访问权限，但这些接口旨在为DDR存储器提供高带宽数据路径。
从FPD到PL的 2 个高性能主机。这些主要是由APS，FPD DMA和PCIe等高性能PS主设备使用的。
S_AXI_HP1_FPD和S_AXI_HP2_FPD接口共享对AXI端口接口（XPI 4）的独占访问。这有助于从PL直接到DDR存储器的高吞吐量和相对低延迟的访问。 S_AXI_HP0_FPD与PL中的DisplayPort主设备共享内存控制器上的XPI端口，与FPD DMA控制器共享S_AXI_HP3_FPD。在基于视频的系统中，S_AXI_HP0_FPD通常用于视频类型的流量，而S_AXI_HP3_FPD用于尽可能大的流量。
S_AXI_HPC0_FPD和S_AXI_HPC1_FPD可以选择支持APU的L1和L2高速缓存的I/O一致性，因为这些接口连接到高速缓存一致性互连（CCI）。这些端口可以通过CCI提供的端口监听APU高速缓存。当APU数据与I/O主设备共享时，这避免了通过刷新APU缓存来提供一致性的软件。硬件管理的I/O一致性简化了软件，提高了系统性能，并降低了功耗。因为S_AXI_HPC0_FPD和S_AXI_HPC1_FPD接口都是在到达DDR内存控制器之前通过CCI路由的，所以这两个端口对DDR的等待时间更长。
FPD的所有高性能接口都通过系统内存管理单元（SMMU）。SMMU根据提供的信息将传入的主请求的地址转换为物理内存地址，并检查访问该物理地址的权限。
高性能PS到PL的AXI接口提供了两个高性能接口M_AXI_HPM0_FPD和M_AXI_HPM1_FPD（数据宽度可选择为32/64/128位），以允许PS的CPU，DMA和PCIe从主接口中推送大量数据到PL。它们还是启用以下功能的AXI FIFO接口。

由于PL接口符合AXI4，而内部PS接口符合AXI3，因此可以从AXI3协议转换为AXI4协议。 PL中的AXI4访问限制为16个突发长度。
PS和PL接口之间的时钟域交叉。 PL接口中有一个时钟可用于读写操作。
2、直接上图了，这个的介绍就比较简单了。

3、AXI一致性扩展（ACE）协议扩展了AXI4协议并提供对硬件一致性缓存的支持。
4、加速器一致性端口（ACP）是侦听控制单元（SCU）上的128位AXI从接口，它直接提供从PL到APU的异步缓存一致性访问点。多个PL主设备可以使用此接口来访问高速缓存和内存子系统，就像APU处理器用来简化软件，提高整体系统性能或降低功耗一样。

下面就是实践的过程了，搭建如下：

Xilinx官网给出的例程的代码相对而言还是比较乱的。
其中DMA接收中断和发送中断的函数如下：

/**********************************************************************/
/*
*
* This is the DMA TX Interrupt handler function.
*
* It gets the interrupt status from the hardware, acknowledges it, and if any
* error happens, it resets the hardware. Otherwise, if a completion interrupt
* is present, then sets the TxDone.flag
*
* @param Callback is a pointer to TX channel of the DMA engine.
*
* @return None.
*
* @note None.
*
*****************************************************************/
static void DMA_TxIntrHandler(void *Callback)
{
u32 IrqStatus;
int TimeOut;
XAxiDma *AxiDmaInst = (XAxiDma *)Callback;
/* Read pending interrupts */
IrqStatus = XAxiDma_IntrGetIrq(AxiDmaInst, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);
/* Acknowledge pending interrupts */
XAxiDma_IntrAckIrq(AxiDmaInst, IrqStatus, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);
/*
* If no interrupt is asserted, we do not do anything
*/
if (!(IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_ALL_MASK)) {
return;
}
/*
* If error interrupt is asserted, raise error flag, reset the
* hardware to recover from the error, and return with no further
* processing.
*/
if ((IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_ERROR_MASK)) {
Error = 1;
/*
* Reset should never fail for transmit channel
*/
XAxiDma_Reset(AxiDmaInst);
TimeOut = RESET_TIMEOUT_COUNTER;
while (TimeOut) {
if (XAxiDma_ResetIsDone(AxiDmaInst)) {
break;
}
TimeOut -= 1;
}
return;
}
/*
* If Completion interrupt is asserted, then set the TxDone flag
*/
if ((IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_IOC_MASK)) {
TxDone = 1;
}
}
/**************************************************************/
/*
*
* This is the DMA RX interrupt handler function
*
* It gets the interrupt status from the hardware, acknowledges it, and if any
* error happens, it resets the hardware. Otherwise, if a completion interrupt
* is present, then it sets the RxDone flag.
*
* @param Callback is a pointer to RX channel of the DMA engine.
*
* @return None.
*
* @note None.
*
*****************************************************/
static void DMA_RxIntrHandler(void *Callback)
{
u32 IrqStatus;
int TimeOut;
XAxiDma *AxiDmaInst = (XAxiDma *)Callback;
/* Read pending interrupts */
IrqStatus = XAxiDma_IntrGetIrq(AxiDmaInst, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);
/* Acknowledge pending interrupts */
XAxiDma_IntrAckIrq(AxiDmaInst, IrqStatus, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);
/*
* If no interrupt is asserted, we do not do anything
*/
if (!(IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_ALL_MASK)) {
return;
}
/*
* If error interrupt is asserted, raise error flag, reset the
* hardware to recover from the error, and return with no further
* processing.
*/
if ((IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_ERROR_MASK)) {
Error = 1;
/* Reset could fail and hang
* NEED a way to handle this or do not call it??
*/
XAxiDma_Reset(AxiDmaInst);
TimeOut = RESET_TIMEOUT_COUNTER;
while (TimeOut) {
if(XAxiDma_ResetIsDone(AxiDmaInst)) {
break;
}
TimeOut -= 1;
}
return;
}
/*
* If completion interrupt is asserted, then set RxDone flag
*/
if ((IrqStatus & XAXIDMA_IRQ_IOC_MASK)) {
RxDone = 1;
}
}

复制代码

在LWIP的回复线程中，添加DMA代码，其中核心的部分为：

/*
* Flush the SrcBuffer before the DMA transfer, in case the Data Cache is enabled
*/
Xil_DCacheFlushRange((u32)TxBufferPtr, MAX_PKT_LEN);
DMA_send_func(&AxiDma,TxBufferPtr,20);
DMA_recv_func(&AxiDma,RxBufferPtr,20);

复制代码

其中发送和接收函数使用了函数

u32 DMA_send_func(XAxiDma *InstancePtr,u8* sendmem,u32 len){
return XAxiDma_SimpleTransfer(InstancePtr,(u32)sendmem,len, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);
}
u32 DMA_recv_func(XAxiDma *InstancePtr,u8* sendmem,u32 len){
return XAxiDma_SimpleTransfer(InstancePtr,(u32)sendmem,len, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);
}

复制代码

下面直接看实验截图：