高效FIFO串口雙機(jī)通信在ARM7上的實(shí)現(xiàn)

S3C44B0X(時(shí)鐘頻率為60 MHz)的UART單元提供2個(gè)獨(dú)立的異步串行I/O口，每個(gè)通信口均可工作于中斷或DMA模式。即UART能產(chǎn)生內(nèi)部中斷請(qǐng)求或DMA請(qǐng)求，在CPU和串行I/O口之間傳送數(shù)據(jù)。它支持高達(dá)115.2 Kb/s的傳輸速率，每1個(gè)UART通道包含了2個(gè)16位的分別用于接收和發(fā)送信號(hào)的先進(jìn)先出(FIFO)通道。S3C44B0X UART包括可編程波特率、紅外發(fā)送/接收、1個(gè)開(kāi)始位、1個(gè)或2個(gè)停止位、5/6/7/8位數(shù)據(jù)寬度和奇偶校驗(yàn)。每個(gè)UART包含1個(gè)波特率發(fā)生器、接收器、發(fā)送器和控制單元，其構(gòu)成如圖1所示[1]。

1 FIFO概述

1．1 FIFO概念

　　先入先出FIFO(First In First Out)，即先被寫入到FIFO的數(shù)據(jù)將會(huì)先被讀出。它是一片用來(lái)緩存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元，可以把需要處理的數(shù)據(jù)先暫存在這片存儲(chǔ)單元中，在數(shù)據(jù)量達(dá)到一定數(shù)量時(shí)再集中處理，以提高系統(tǒng)性能。FIFO可以集成在芯片中，而當(dāng)系統(tǒng)需要的緩沖區(qū)較大時(shí)，也可以用單獨(dú)的RAM實(shí)現(xiàn)。S3C44B0X串口收發(fā)器包含了16 B的FIFO和數(shù)據(jù)移位器，將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)寫進(jìn)FIFO，然后賦值到發(fā)送移位器，最后從發(fā)送的引腳移位發(fā)送出去，達(dá)到利用FIFO緩沖區(qū)高效通信的目的。

1．2 FIFO意義

　　 FIFO是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中極其重要的一環(huán)，特別是在2個(gè)處于不同時(shí)鐘域的系統(tǒng)接口部分，F(xiàn)IFO的合理使用，不但能使接口處數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮斎胼敵鏊俾蔬M(jìn)行有效的匹配，不使數(shù)據(jù)發(fā)生復(fù)寫、丟失和讀入無(wú)效數(shù)據(jù)的情況，而且還會(huì)有效地提高系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸效率。使用FIFO進(jìn)行串口通信，較之傳統(tǒng)的串口通信有更高的效率。它將要發(fā)送和已經(jīng)接收的數(shù)據(jù)集中起來(lái)進(jìn)行操作，避免了頻繁的總線操作，減輕了CPU的負(fù)擔(dān)。因此，使得基于FIFO方式的串口通信目前應(yīng)用十分廣泛。

1．3 FIFO中斷請(qǐng)求

S3C44B0X的UART有7個(gè)狀態(tài)(Tx/Rx/Error)信號(hào)：溢出錯(cuò)誤、奇偶錯(cuò)誤、幀錯(cuò)誤、斷點(diǎn)條件、接收FIFO/Buffer數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒、發(fā)送FIFO/Buffer空和發(fā)送移位寄存器空，這些狀態(tài)信號(hào)由相應(yīng)的UART狀態(tài)寄存器(UTRSTATn/UERSTATn)聲明[1]。

當(dāng)處于接收錯(cuò)誤狀態(tài)時(shí)，如果在控制寄存器(UCONn)中接收錯(cuò)誤狀態(tài)中斷使能位被置為1，則溢出錯(cuò)誤、奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤、幀錯(cuò)誤及斷點(diǎn)錯(cuò)誤，每1個(gè)作為1種錯(cuò)誤狀態(tài)都可發(fā)出錯(cuò)誤中斷請(qǐng)求。當(dāng)1個(gè)接收錯(cuò)誤狀態(tài)中斷請(qǐng)求被發(fā)現(xiàn)時(shí)，引起中斷請(qǐng)求信號(hào)會(huì)被讀UERSTATn所識(shí)別。如果控制器中的接收模式被選定為中斷模式，則當(dāng)接收器從接收移位寄存器向接收FIFO傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)激活接收FIFO的可引起接收中斷的“滿”狀態(tài)信號(hào)。同樣，如果控制器中的發(fā)送模式被選定為中斷模式，則當(dāng)發(fā)送器從發(fā)送FIFO向發(fā)送移位寄存器傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，可引起發(fā)送中斷的發(fā)送FIFO“空”狀態(tài)信號(hào)被激活。如表1所示。



2 FIFO串口通信的實(shí)現(xiàn)

FIFO重啟時(shí)，輸入和輸出的指針都指向FIFO中的第1個(gè)存儲(chǔ)位置。對(duì)FIFO的每次寫入操作會(huì)使輸入指針指向FIFO的下1個(gè)存儲(chǔ)位置，相應(yīng)地每次讀取操作會(huì)使FIFO的輸出指針指向FIFO的上1個(gè)存儲(chǔ)位置。若指針需要從最后1個(gè)存儲(chǔ)位置移動(dòng)到第1個(gè)存儲(chǔ)位置，則FIFO會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程而不需要任何對(duì)指針的重啟操作。FIFO內(nèi)部除了包含輸入和輸出端口之外，通常還有其他狀態(tài)標(biāo)志輸出，如空狀態(tài)和滿狀態(tài)。當(dāng)FIFO已空或者已滿時(shí)，空狀態(tài)和滿狀態(tài)標(biāo)志位就會(huì)有相應(yīng)的輸出，即當(dāng)FIFO已空時(shí)不能進(jìn)行讀取操作，當(dāng)FIFO已滿時(shí)不能進(jìn)行寫入操作[2]。

2.1 配置特殊寄存器

為了使目標(biāo)系統(tǒng)能正常工作，必須配置相關(guān)的寄存器，如I/O口寄存器、串口控制寄存器和串口源/目的寄存器等。S3C44B0X有2個(gè)串口，這里以串口0為例，進(jìn)行相關(guān)寄存器的配置。

/*I/O口配置，定義各相關(guān)引腳功能和上拉電阻狀態(tài) */
rPCONC |=0xf0000000；
rPUPC |=0xc000；
rPCONE=(rPCONE 0x3ffeb)|0x28；
rPUPE |=0x6；
rPCONF=(rPCONF 0x3ff)+0x124800；
rPUPF |=0x1e0；
/* 定義串口0工作寄存器組 */
rULCON0=0x3； //正常模式，無(wú)奇偶校驗(yàn)，1位停止位，8位數(shù)據(jù)位
rUCON0=0x245； //Rx為邊沿觸發(fā)，Tx為電平觸發(fā)，禁
//止超時(shí)中斷，產(chǎn)生接收錯(cuò)誤中斷，普通傳送、
//發(fā)送與接收為中斷或輪詢模式
rUFCON0=(26)|(14)|(6)|1； //FIFO啟動(dòng)需先復(fù)位
　rUBRDIV0=(mclk/(baud*16))； //mclk為60000000，baud為115200

2.2 FIFO串口發(fā)送模塊

串口數(shù)據(jù)發(fā)送幀格式是可編程的，它包含1個(gè)開(kāi)始位，5~8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)可選的奇偶位和1~2個(gè)停止位，這些都可以通過(guò)線控制寄存器(UCONn)來(lái)設(shè)置。發(fā)送器也能夠產(chǎn)生發(fā)送中止條件。中止條件迫使串口輸出保持在邏輯0狀態(tài)，這種狀態(tài)保持超過(guò)1個(gè)傳輸幀的時(shí)間長(zhǎng)度。通常在1幀傳輸數(shù)據(jù)完整地傳輸完之后，再通過(guò)這個(gè)全0狀態(tài)將中止信號(hào)發(fā)送給對(duì)方。中止信號(hào)發(fā)送之后，傳送數(shù)據(jù)將持續(xù)地放入到輸出FIFO中。要發(fā)送的數(shù)據(jù)被存放在定義的字符串指針uart0TxStr 中，串口發(fā)送模塊通過(guò)讀該字符串中的字符進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，核心源代碼如下：

void __irq Uart0_TxFifoInt(void)
{
/* 判斷FIFO發(fā)送緩沖區(qū)是否為滿或字符串結(jié)束 */
while( !(rUFSTAT0 0x200) (*uart0TxStr !='看屁屁www成人影院,亚洲人妻成人图片,亚洲精品成人午夜在线,日韩在线 欧美成人 (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();