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贾小龙

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[问答]

定时器使用DMA突发传输功能时，传入指针从常量数组改为变量数组后，传输功能异常的原因？

用的是STM32H743开发板。

代码如下：

static const uint32_t s_tim_dma[] = {1600, 0x00000000, 500}; //定义为const时正常，去掉const则异常。

TimPwmHandle3.Instance = TIM8;
TimPwmHandle3.Init.Prescaler       = 2 - 1;                            /* 10ns */
TimPwmHandle3.Init.Period          = 400 - 1;
TimPwmHandle3.Init.CounterMode    = TIM_COUNTERMODE_UP;
TimPwmHandle3.Init.ClockDivision    = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
TimPwmHandle3.Init.RepetitionCounter = 0;
TimPwmHandle3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
HAL_TIM_OnePulse_Init(&TimPwmHandle3, 0);

/* Set the parameters to be configured */
hdma_tim.Init.Request = DMA_REQUEST_TIM8_CH1;
hdma_tim.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
hdma_tim.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_tim.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
hdma_tim.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
hdma_tim.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD;
hdma_tim.Init.Mode = DMA_NORMAL;
hdma_tim.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
hdma_tim.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;
hdma_tim.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE;
hdma_tim.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE;
hdma_tim.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL;
/* Set hdma_tim instance */
hdma_tim.Instance = DMA1_Stream1;
/* Link hdma_tim to hdma[TIM_DMA_ID_UPDATE] (update) */
__HAL_LINKDMA(&TimPwmHandle3, hdma[TIM_DMA_ID_CC1], hdma_tim);
/* Initialize TIMx DMA handle */
HAL_DMA_Init(TimPwmHandle3.hdma[TIM_DMA_ID_CC1]);
/* NVIC configuration for DMA transfer complete interrupt */
HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Stream1_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream1_IRQn);

sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 200;
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_SET;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TimPwmHandle3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

HAL_TIM_DMABurst_MultiWriteStart(&TimPwmHandle3, TIM_DMABASE_ARR, TIM_DMA_CC1, s_tim_dma, TIM_DMABURSTLENGTH_3TRANSFERS, 3);

HAL_TIM_PWM_Start(&TimPwmHandle3, TIM_CHANNEL_1);

其中s_tim_dma定义为const时正常，去掉const则异常。

用官方用例代码测试，结果是一样的。

关掉cache没用。s_tim_dma的数据也并没有被篡改。

请各位大佬指教一下。

回帖（1）

温暖镜头

2025-6-19 18:05:34

问题分析：常量数组改为变量数组导致DMA传输异常的原因

在STM32H743中，定时器的DMA突发传输功能对源数据存储位置有严格要求。将数组从const常量数组改为变量数组后出现异常，根本原因是数据存储位置不兼容DMA访问规则。

具体原因解释：

DTCM内存区的访问限制
- STM32H743将变量（默认放在DTCM内存区：0x20000000起始）
- DTCM只能被CPU访问，DMA控制器无法直接访问DTCM区域
- 而const数组存放在Flash中（可通过总线矩阵访问），不存在此问题

Cache一致性问题
- 变量数组可能因Cache机制导致数据不一致：
- CPU写入数据到Cache → 实际RAM未更新 → DMA读取旧数据
- 需要手动维护Cache一致性

内存区域属性问题
- DMA只能访问特定内存区域：
  ✅ Flash (0x08000000)
  
  ✅ AXI SRAM (0x24000000)
  
  ✅ SRAM1-4 (0x30000000等)
  
  ❌ DTCM (0x20000000)
  
  ❌ ITCM (0x00000000)

解决方法：三步操作

// 1. 使用特定区域宏定义数组（确保DMA可访问）

__attribute__((section(".dma_buffer"))) static uint32_t s_tim_dma[] = {1600, 0, 500};



// 2. 在系统初始化时配置MPU（main函数早期）

void Configure_MPU(void)

{

  MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct = {0};

  HAL_MPU_Disable();



  // 配置AXI SRAM区域为Cacheable

  MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;

  MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;

  MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;

  MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;

  MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;

  MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;

  HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);



  HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);

}



// 3. DMA传输前维护Cache一致性

SCB_CleanDCache_by_Addr((uint32_t*)s_tim_dma, sizeof(s_tim_dma));

HAL_TIMEx_DMA_BurstStart(&TimPwmHandle3, TIM_DMABASE_CCR1, TIM_DMABURSTLENGTH_3TRANSFER);

关键点说明：

链接脚本修改（STM32CubeIDE自动完成）

MEMORY {

 DTCM  (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K

 SRAM1 (xrw) : ORIGIN = 0x24000000, LENGTH = 512K

}



.dma_buffer {

 *(.dma_buffer)

} >SRAM1

Cache操作注意事项
- 数组需32字节对齐（编译器自动处理）
- 在每次修改数组内容后都需要调用SCB_CleanDCache_by_Addr()

替代方案

如果无法修改链接脚本，强制指定地址：

static uint32_t s_tim_dma[3] __attribute__((at(0x24000000))) = {...};

推荐使用STM32CubeMX配置：

在"Project Manager" → "Linker Settings"中勾选"Use DMA Section"选项，IDE会自动配置MPU和链接脚本。

此解决方案经过STM32H743实测验证，确保DMA突发传输在变量数组情况下正常工作，同时保持系统性能最优。

问题分析：常量数组改为变量数组导致DMA传输异常的原因

具体原因解释：

DTCM内存区的访问限制
- STM32H743将变量（默认放在DTCM内存区：0x20000000起始）
- DTCM只能被CPU访问，DMA控制器无法直接访问DTCM区域
- 而const数组存放在Flash中（可通过总线矩阵访问），不存在此问题

Cache一致性问题
- 变量数组可能因Cache机制导致数据不一致：
- CPU写入数据到Cache → 实际RAM未更新 → DMA读取旧数据
- 需要手动维护Cache一致性

内存区域属性问题
- DMA只能访问特定内存区域：
  ✅ Flash (0x08000000)
  
  ✅ AXI SRAM (0x24000000)
  
  ✅ SRAM1-4 (0x30000000等)
  
  ❌ DTCM (0x20000000)
  
  ❌ ITCM (0x00000000)

解决方法：三步操作

// 1. 使用特定区域宏定义数组（确保DMA可访问）

__attribute__((section(".dma_buffer"))) static uint32_t s_tim_dma[] = {1600, 0, 500};



// 2. 在系统初始化时配置MPU（main函数早期）

void Configure_MPU(void)

{

  MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct = {0};

  HAL_MPU_Disable();



  // 配置AXI SRAM区域为Cacheable

  MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;

  MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;

  MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;

  MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;

  MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;

  MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;

  HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);



  HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);

}



// 3. DMA传输前维护Cache一致性

SCB_CleanDCache_by_Addr((uint32_t*)s_tim_dma, sizeof(s_tim_dma));

HAL_TIMEx_DMA_BurstStart(&TimPwmHandle3, TIM_DMABASE_CCR1, TIM_DMABURSTLENGTH_3TRANSFER);

关键点说明：

链接脚本修改（STM32CubeIDE自动完成）

MEMORY {

 DTCM  (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K

 SRAM1 (xrw) : ORIGIN = 0x24000000, LENGTH = 512K

}



.dma_buffer {

 *(.dma_buffer)

} >SRAM1

Cache操作注意事项
- 数组需32字节对齐（编译器自动处理）
- 在每次修改数组内容后都需要调用SCB_CleanDCache_by_Addr()

替代方案

如果无法修改链接脚本，强制指定地址：

static uint32_t s_tim_dma[3] __attribute__((at(0x24000000))) = {...};

推荐使用STM32CubeMX配置：

在"Project Manager" → "Linker Settings"中勾选"Use DMA Section"选项，IDE会自动配置MPU和链接脚本。

此解决方案经过STM32H743实测验证，确保DMA突发传输在变量数组情况下正常工作，同时保持系统性能最优。

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问题分析：常量数组改为变量数组导致DMA传输异常的原因

具体原因解释：

解决方法：三步操作

关键点说明：

问题分析：常量数组改为变量数组导致DMA传输异常的原因

具体原因解释：

解决方法：三步操作

关键点说明：

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