Cypress EZ-USB FX3 DMA模式下的串口通讯

　　

 　　由于公司设备升级后出了问题，需要对USB驱动进行修改，原本使用的是寄存器模式进行UART传输，但是由于FX3寄存器模式会出现长时间延时等待的问题，不得不对其传输模式进行修改。虽然赛普拉斯的EZ-USB FX3系列芯片功能强大，成本适中，但共享资源太少，API参考手册里面的干货不多，直接导致开发困难，出现问题只能去官方社区寻找答案。新模式的开发也不是一帆风顺，找来找去，只有在固件库中找到了UartLpDmaMode这个例程还比较相似。于是便在其基础上进行修改。

　　在UartLpDmaMode例程中，其数据流通方向是这样的：

　　只是从将接收到的数据进行了循环发送，这样一来，其生产者和消费者ID便很好设置，但是你无法对DMA通道进行直接操作，换句话说，你无法发送你想要发送的数据，也无法将你接收到的数据存入自己开辟的缓冲区中进行存储使用，当然这样并不是我想要的。

　　我想要操作的数据传输是能够实现想传什么传什么，接收到的数据能想什么时候用就可以什么时候用。其数据流通就如同下图：

但是，我在初期对FX3的DMA消费者生产者理解不深，一度认为这是不能实现的，但经过几天的社区询问以及个人摸索，发现可以这样使用！由于期间走了很多弯路，深知百度找不到任何有关赛普拉斯有用资料的苦衷，现在把这段代码分享出来。

开发环境：EZ-USB FX3 Development Kit SDK1.3.4

开发板型号：CYUSB3KIT-003（CYUSB3014）

开发目的：实现串口DMA模式的数据发送以及接收，能够随意发送自己缓冲区中的数据，接收到的数据能够储存在个人开辟的缓冲区中

/*此DEMO使用DMA模式，可以发送自己缓冲区中的数据，接收到数据后，可将接收到的数据存入全局变量glRxBuffer->buffer中。
 *注意：
 *    赛普拉斯FX3的DMA缓冲区大小最小是16个字节，缓冲区大小必须是16的倍数，也就是说，发送数据至少发送16个字节，发送的数据最大不能超过缓冲区的设定值，接收也一样，否则缓冲区未满，无法触发接收和发送！
 *如果与其他设备通讯，可以让其他设备强制发送16个字节的数据，自己取有效位使用。如果想一个字节一个字节的发送和接收，可以使用寄存器模式。
 */

#include <cyu3system.h>
#include <cyu3os.h>
#include <cyu3error.h>
#include <cyu3uart.h>

#define CY_FX_UARTLP_THREAD_STACK       (0x0400)  /* UART application thread stack size */
#define CY_FX_UARTLP_THREAD_PRIORITY    (8)       /* UART application thread priority */
#define CY_FX_UART_DMA_TX_SIZE    (0)               /* DMA transfer size */
#define CY_FX_UART_DMA_BUF_SIZE (16)              /* Buffer size */

CyU3PThread UartLpAppThread;                      /* UART Example application thread structure */

uint8_t testBuffer[16] = {0xa1,0xa2,0xa3,0xa4,0xa5,0xa6,0xa7,0xa8,0xa9,0xaa,0xab,0xac,0xad,0xae,0xaf,0xff};

CyU3PDmaChannel glUartRXChHandle;
CyU3PDmaChannel glUartTXChHandle;
CyU3PDmaBuffer_t* glTxBuffer;
CyU3PDmaBuffer_t* glRxBuffer;
uint8_t ClearFlag = 0;

/* Application error handler */
void
CyFxAppErrorHandler (
        CyU3PReturnStatus_t apiRetStatus    /* API return status */
        )
{
    /* Application failed with the error code apiRetStatus */

    /* Add custom debug or recovery actions here */

    /* Loop indefinitely */
    for (;;)
    {
        /* Thread sleep : 100 ms */
        CyU3PThreadSleep (100);
    }
}
/***********************************************************************************************
*函数名 ： SendData
*函数功能描述 ： 通过DMA模式 由串口发送数据
*函数参数 ： buffer-所需要发送的数据    len-发送数据的长度
*函数返回值 ： 无
*注意：len最小为16
***********************************************************************************************/
void SendData(uint8_t * buffer, unsigned int len)
{
    CyU3PReturnStatus_t status;
    unsigned int i = 0;
    CyU3PDmaChannelGetBuffer(&glUartTXChHandle, glTxBuffer, 0);
    for(i = 0; i < len; i++)
    {
        glTxBuffer->buffer[i] = buffer[i];
    }
    CyU3PDmaChannelSetupSendBuffer(&glUartTXChHandle,glTxBuffer);
    status = CyU3PDmaChannelCommitBuffer(&glUartTXChHandle, 16, 0);
    if (status == CY_U3P_SUCCESS)
    {

    }
}

/***********************************************************************************************
*函数名 ： ReceivedDataCallBack
*函数功能描述 ： 接收缓冲区充满后的回调函数
*函数参数 ： chHandle-DMA通道的句柄    type-事件类型    input-输入
*函数返回值 ： 无
*注意：形参已经被设置好，直接可以使用
***********************************************************************************************/
void ReceivedDataCallBack(
        CyU3PDmaChannel   *chHandle, /* Handle to the DMA channel. */
        CyU3PDmaCbType_t  type,      /* Callback type.             */
        CyU3PDmaCBInput_t *input)
{
    CyU3PReturnStatus_t status;
    if(type == CY_U3P_DMA_CB_PROD_EVENT)
    {
        //CyU3PDmaChannelSetWrapUp(&glUartRXChHandle);
        status = CyU3PDmaChannelGetBuffer(&glUartRXChHandle, glRxBuffer, 0);
        //测试用，将收到的信息在发送出去，此时测试为接收到16个字节的数据
        SendData(glRxBuffer->buffer, 16);
        //SendData(testBuffer, 16);
        ClearFlag = 1;
        if (status == CY_U3P_SUCCESS)
        {
            CyU3PDmaChannelDiscardBuffer(&glUartRXChHandle);
        }
    }
}

/* This function initializes the UART module */
void
CyFxUartDMAlnInit (void)
{
    CyU3PUartConfig_t uartConfig;
    CyU3PDmaChannelConfig_t dmaConfig;
    CyU3PReturnStatus_t apiRetStatus = CY_U3P_SUCCESS;

    //开启DCache后 一定设置为32，未开启最好也设置成32，但也可设置为16，不影响使用
    glTxBuffer = (CyU3PDmaBuffer_t*)CyU3PDmaBufferAlloc (32);
    glRxBuffer = (CyU3PDmaBuffer_t*)CyU3PDmaBufferAlloc (32);

    /* Initialize the UART module */
    apiRetStatus = CyU3PUartInit ();
    if (apiRetStatus != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        /* Error handling */
        CyFxAppErrorHandler(apiRetStatus);
    }

    /* Configure the UART
       Baudrate = 115200, One stop bit, No parity, Hardware flow control enabled.
     */
    CyU3PMemSet ((uint8_t *)&uartConfig, 0, sizeof(uartConfig));
    uartConfig.baudRate = CY_U3P_UART_BAUDRATE_115200;
    uartConfig.stopBit = CY_U3P_UART_ONE_STOP_BIT;
    uartConfig.parity = CY_U3P_UART_NO_PARITY;
    uartConfig.flowCtrl = CyFalse;             //一定不能为真
    uartConfig.txEnable = CyTrue;
    uartConfig.rxEnable = CyTrue;
    uartConfig.isDma = CyTrue; /* DMA mode */

    /* Set the UART configuration */
    apiRetStatus = CyU3PUartSetConfig (&uartConfig, NULL);
    if (apiRetStatus != CY_U3P_SUCCESS )
    {
        /* Error handling */
        CyFxAppErrorHandler(apiRetStatus);
    }

    /* Create a DMA Manual channel between UART producer socket
       and UART consumer socket */
    CyU3PMemSet ((uint8_t *)&dmaConfig, 0, sizeof(dmaConfig));
    dmaConfig.size = CY_FX_UART_DMA_BUF_SIZE;
    dmaConfig.count = 1;
    dmaConfig.prodSckId = CY_U3P_LPP_SOCKET_UART_PROD;   //生产者为RX
    dmaConfig.consSckId = CY_U3P_CPU_SOCKET_CONS;        //消费者
    dmaConfig.dmaMode = CY_U3P_DMA_MODE_BYTE;
    dmaConfig.notification = CY_U3P_DMA_CB_PROD_EVENT;   //缓冲区充满产生的事件，此事件触发回调函数
    dmaConfig.cb = ReceivedDataCallBack;
    dmaConfig.prodHeader = 0;
    dmaConfig.prodFooter = 0;
    dmaConfig.consHeader = 0;
    dmaConfig.prodAvailCount = 0;
    /* Create the channel */
    apiRetStatus = CyU3PDmaChannelCreate (&glUartRXChHandle,
            CY_U3P_DMA_TYPE_MANUAL_IN, &dmaConfig);

    if (apiRetStatus != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        /* Error handling */
        CyFxAppErrorHandler(apiRetStatus);
    }

    dmaConfig.size = CY_FX_UART_DMA_BUF_SIZE;
    dmaConfig.count = 1;
    dmaConfig.prodSckId = CY_U3P_CPU_SOCKET_PROD;               //生产者CPU
    dmaConfig.consSckId = CY_U3P_LPP_SOCKET_UART_CONS;          //消费者为TX
    dmaConfig.dmaMode = CY_U3P_DMA_MODE_BYTE;
    dmaConfig.notification = 0;
    dmaConfig.cb = NULL;
    dmaConfig.prodHeader = 0;
    dmaConfig.prodFooter = 0;
    dmaConfig.consHeader = 0;
    dmaConfig.prodAvailCount = 0;

    /* Create the channel */
    apiRetStatus = CyU3PDmaChannelCreate (&glUartTXChHandle,
            CY_U3P_DMA_TYPE_MANUAL_OUT, &dmaConfig);

    if (apiRetStatus != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        /* Error handling */
        CyFxAppErrorHandler(apiRetStatus);
    }
    /* Set UART Tx and Rx transfer Size to infinite */
    apiRetStatus = CyU3PUartTxSetBlockXfer(0xFFFFFFFF);
    if (apiRetStatus != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        /* Error handling */
        CyFxAppErrorHandler(apiRetStatus);
    }

    apiRetStatus = CyU3PUartRxSetBlockXfer(0xFFFFFFFF);
    if (apiRetStatus != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        /* Error handling */
        CyFxAppErrorHandler(apiRetStatus);
    }

    /* Set DMA Channel transfer size */
    apiRetStatus = CyU3PDmaChannelSetXfer (&glUartRXChHandle, 0);
    if (apiRetStatus != CY_U3P_SUCCESS)
    {
            /* Error handling */
        CyFxAppErrorHandler(apiRetStatus);
    }

    apiRetStatus = CyU3PDmaChannelSetXfer (&glUartTXChHandle, 0);
    if (apiRetStatus != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        /* Error handling */
        CyFxAppErrorHandler(apiRetStatus);
    }
}

/* Entry function for the UartLpAppThread */
void
UartLpAppThread_Entry (
        uint32_t input)
{
    /* Initialize the UART Example Application */
    CyFxUartDMAlnInit();

    //uint8_t testBuffer[8] = {0xa1,0xa2,0xa3,0xa4,0xa5,0xa6,0xa7,0xa8};
    for (;;)
    {

        //if中的语句，是为了接收完毕后清除缓冲区，如果不清除缓冲区，如果所发数据超过缓冲区长度，第二次发送时会将上次未发送完的数据发送过来。
        if(ClearFlag == 1)
        {
            //SendData(glRxBuffer->buffer, 16);
            CyU3PDmaChannelReset(&glUartRXChHandle);
            CyU3PThreadSleep(10);
            CyU3PDmaChannelSetXfer(&glUartRXChHandle,0);
            ClearFlag = 0;
        }
        /* No operation in the thread */
        CyU3PThreadSleep (100);
    }
}

/* Application define function which creates the threads. */
void
CyFxApplicationDefine (
        void)
{
    void *ptr = NULL;
    uint32_t retThrdCreate = CY_U3P_SUCCESS;

    /* Allocate the memory for the threads */
    ptr = CyU3PMemAlloc (CY_FX_UARTLP_THREAD_STACK);

    /* Create the thread for the application */
    retThrdCreate = CyU3PThreadCreate (&UartLpAppThread,           /* UART Example App Thread structure */
                          "21:UART_loopback_DMA_mode",             /* Thread ID and Thread name */
                          UartLpAppThread_Entry,                   /* UART Example App Thread Entry function */
                          0,                                       /* No input parameter to thread */
                          ptr,                                     /* Pointer to the allocated thread stack */
                          CY_FX_UARTLP_THREAD_STACK,               /* UART Example App Thread stack size */
                          CY_FX_UARTLP_THREAD_PRIORITY,            /* UART Example App Thread priority */
                          CY_FX_UARTLP_THREAD_PRIORITY,            /* UART Example App Thread priority */
                          CYU3P_NO_TIME_SLICE,                     /* No time slice for the application thread */
                          CYU3P_AUTO_START                         /* Start the Thread immediately */
                          );

    /* Check the return code */
    if (retThrdCreate != 0)
    {
        /* Thread Creation failed with the error code retThrdCreate */

        /* Add custom recovery or debug actions here */

        /* Application cannot continue */
        /* Loop indefinitely */
        while(1);
    }
}

/*
 * Main function
 */
int
main (void)
{
    CyU3PIoMatrixConfig_t io_cfg;
    CyU3PReturnStatus_t status = CY_U3P_SUCCESS;

    /* Initialize the device */
    status = CyU3PDeviceInit (0);
    if (status != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        goto handle_fatal_error;
    }

    /* Initialize the caches. Enable both Instruction and Data Caches. */
    status = CyU3PDeviceCacheControl (CyTrue, CyTrue, CyTrue);
    if (status != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        goto handle_fatal_error;
    }

    /* Configure the IO matrix for the device. On the FX3 DVK board, the COM port 
     * is connected to the IO(53:56). This means that either DQ32 mode should be
     * selected or lppMode should be set to UART_ONLY. Here we are choosing
     * UART_ONLY configuration. */
    CyU3PMemSet ((uint8_t *)&io_cfg, 0, sizeof(io_cfg));
    io_cfg.isDQ32Bit = CyFalse;
    io_cfg.s0Mode = CY_U3P_SPORT_INACTIVE;
    io_cfg.s1Mode = CY_U3P_SPORT_INACTIVE;
    io_cfg.useUart   = CyTrue;
    io_cfg.useI2C    = CyFalse;
    io_cfg.useI2S    = CyFalse;
    io_cfg.useSpi    = CyFalse;
    io_cfg.lppMode   = CY_U3P_IO_MATRIX_LPP_UART_ONLY;
    /* No GPIOs are enabled. */
    io_cfg.gpioSimpleEn[0]  = 0;
    io_cfg.gpioSimpleEn[1]  = 0;
    io_cfg.gpioComplexEn[0] = 0;
    io_cfg.gpioComplexEn[1] = 0;
    status = CyU3PDeviceConfigureIOMatrix (&io_cfg);
    if (status != CY_U3P_SUCCESS)
    {
        goto handle_fatal_error;
    }

    /* This is a non returnable call for initializing the RTOS kernel */
    CyU3PKernelEntry ();

    /* Dummy return to make the compiler happy */
    return 0;

handle_fatal_error:
    /* Cannot recover from this error. */
    while (1);

}

实验效果：能够实现发送和接收，FX3将接收到的数据再发送给主机，如图：

将110行的 SendData(glRxBuffer->buffer, 16);改为111行的SendData(testBuffer, 16);能够实现，接收16位数据后，将testBuffer中的数据返回给主机，效果如图：

需要注意的是：DMA_BUFFER_SIZE的大小必须为16的倍数！！最小为16！！也就是说，一次至少需要发送或者接收16个字节的数据，或者说是将缓冲区填满的数据！！