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【【萌新的SOC学习之SD卡DMA回路读写大数据的实验】】

news 2025/9/14 18:02:30

萌新的SOC学习之SD卡读写大数据的实验

记得先设定 FIFO 的位宽和深度还有DMA 的大小
其他基本结构设计参照上一个SD卡读写小数据的实验

#include "xparameters.h"  //包含vivado所导出的信息包含vivado的基地址
#include "xil_printf.h"   //调用打印函数的时候，需要引用这个头文件
#include "ff.h"           //使用FATFS库函数时需要
#include "xstatus.h"      //需要的一些关键信息
#include"stdio.h"         // 专业写法
#include "xdevcfg.h"
#include "xil_io.h"
/下面讲述关于 DMA
#include "xaxidma.h"
#include "xparameters.h"
#include "xil_exception.h"
#include "xscugic.h"
#include "sleep.h"/************************** Variable Definitions *****************************/
static FATFS fatfs;                         //文件系统#define FILE_NAME "parameter_512_512.txt"                //定义文件名#define FILE_READ_NAME "parameter_512_512_read_7.txt"static XAxiDma axidma;     //XAxiDma实例
static XScuGic intc;       //中断控制器的实例
volatile int tx_done;      //发送完成标志
volatile int rx_done;      //接收完成标志
volatile int error;        //传输出错标志/************************** Constant Definitions *****************************/#define DMA_DEV_ID          XPAR_AXIDMA_0_DEVICE_ID
#define RX_INTR_ID          XPAR_FABRIC_AXIDMA_0_S2MM_INTROUT_VEC_ID
#define TX_INTR_ID          XPAR_FABRIC_AXIDMA_0_MM2S_INTROUT_VEC_ID
#define INTC_DEVICE_ID      XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
#define DDR_BASE_ADDR       XPAR_PS7_DDR_0_S_AXI_BASEADDR   //0x00100000
#define MEM_BASE_ADDR       (DDR_BASE_ADDR + 0x1000000)     //0x01100000
#define TX_BUFFER_BASE      (MEM_BASE_ADDR + 0x00100000)    //0x01200000
#define RX_BUFFER_BASE      (MEM_BASE_ADDR + 0x00700000)    //0x01800000
#define RESET_TIMEOUT_COUNTER   100000000    //复位时间
//复位时间设置的如此之长 是为了保证在下面的刷新DMA的用时 虽然我之前小数据只写了1000//#define TEST_START_VALUE        0x0      //测试起始值
//#define MAX_PKT_LEN             0x100    //发送包长度 对应十进制是256  DMA传递的单次包长最大是256
//指的是stream流的包长度 不是突发长度#define MAX_PKT_LEN            163840    //发送包长度  163840
//指的是单次 DMA 传输的包长度 因为数据一共有 16384 × 8  再加上 转#define    len                    163840        //传输数据的大小//函数声明
int platform_init_fs();
int sd_mount() ;     //  挂载SD卡
int sd_write_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len); //SD卡写数据
int sd_read_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len) ; //SD卡读数据
static void tx_intr_handler(void *callback);
static void rx_intr_handler(void *callback);
static int setup_intr_system(XScuGic * int_ins_ptr, XAxiDma * axidma_ptr,u16 tx_intr_id, u16 rx_intr_id);
static void disable_intr_system(XScuGic * int_ins_ptr, u16 tx_intr_id,u16 rx_intr_id);// main函数
int main()
{int status;   // 当前状态int i = 0 ;                    // 传递函数使用的顺序i tint t = 0 ;u32 value = 0 ;u32  *tx_buffer_ptr;u32  *rx_buffer_ptr;XAxiDma_Config *config;tx_buffer_ptr = (u32 *) TX_BUFFER_BASE;rx_buffer_ptr = (u32 *) RX_BUFFER_BASE;// 如果分配成功：则返回指向被分配内存空间的指针，不然返回指针NULL 。同时，当内存不再使用的时候，应使用free()函数将内存块释放掉。//	 关于：void*,表示未确定类型的指针，c,//c++规定void*可以强转为任何其他类型的指针，关于void还有一种说法就是其他任何类型都可以直接赋值给它，无需进行强转，但是反过来不可以 。//它被用来在运行时而不是编译时分配内存。因此，如果您的数据数组基于来自用户，数据库，文件等的某种输入，那么一旦知道所需大小，就必须使用malloc。//malloc 在堆上开辟空间char *ch_data = NULL;           //SD卡读到的数据char *ddr_rd_data = NULL;       //重新写回SD卡的数据ch_data = malloc(len);if(ch_data == NULL) printf("ERRIOR \r\n");ddr_rd_data = malloc(len);if(ddr_rd_data == NULL) printf("ERRIOR \r\n");
// 两个东西 一个 放 开始内容 另一个 写结束//常规status = sd_mount();           //挂载SD卡----调用函数///if(status != XST_SUCCESS){xil_printf("Failed to open SD card!\n");return 0;}elsexil_printf("Success to open SD card!\n");//为了展示效果 我决定写一下sd卡//len = strlen(src_str);         //计算字符串长度//SD卡写数据//sd_write_data(FILE_NAME,(u32)src_str,len);sd_read_data(FILE_NAME,(u32)ch_data,len);//printf("Successful write SD  in Pc ! \r\n");usleep(1);// sd_read_data(FILE_NAME,(u32)dest_str,len);   //读数据进入dest_str//printf("Successful Read SD ! \r\n");//到目前我们已经把数据放到了dest_str// 写数据for(i=0; i<len; i++){Xil_Out32(TX_BUFFER_BASE+i,ch_data[i]);}i=0;usleep(1);//读数据printf("Successful Write SD in DDR! \r\n");xil_printf("--- Entering main() --- \r\n");printf("DMA initialization succeeded ! \r\n");config = XAxiDma_LookupConfig(DMA_DEV_ID);    //查找DMA的配置信息if (!config) {xil_printf("No config found for %d\r\n", DMA_DEV_ID);return XST_FAILURE;}//初始化DMA引擎status = XAxiDma_CfgInitialize(&axidma, config);if (status != XST_SUCCESS) {xil_printf("Initialization failed %d\r\n", status);return XST_FAILURE;}if (XAxiDma_HasSg(&axidma)) {xil_printf("Device configured as SG mode \r\n");return XST_FAILURE;}status = setup_intr_system(&intc, &axidma, TX_INTR_ID, RX_INTR_ID);if (status != XST_SUCCESS) {xil_printf("Failed intr setup\r\n");return XST_FAILURE;}//初始化标志信号tx_done = 0;rx_done = 0;error   = 0;usleep(10);//数据地址都确定了Xil_DCacheFlushRange((UINTPTR)(tx_buffer_ptr), len);   //刷新Data Cache
// may be this is wrongprintf("DDR send Read data5 \n");status = XAxiDma_SimpleTransfer(&axidma, (u32) (tx_buffer_ptr),len, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);if (status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}Xil_DCacheFlushRange((UINTPTR) (tx_buffer_ptr), len);   //刷新Data Cacheprintf("DDR send Read data6 \n");usleep(10) ;//DMA写通道开启status = XAxiDma_SimpleTransfer(&axidma, (u32) (rx_buffer_ptr),len, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);首先是器件例化的指针 ，起始或目的地址 ，传输长度  , DMA传输方向if (status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}printf("DDR send Read data7 \n");Xil_DCacheFlushRange((UINTPTR) (rx_buffer_ptr), len);   //刷新Data Cachewhile (!tx_done && !rx_done && !error);printf("DDR get Read data \n");//传输出错if (error) {xil_printf("Failed test transmit%s done, ""receive %s done\r\n", tx_done ? "" : "tx_done not",rx_done ? "" : "rx_done not");goto Done;}usleep(10000);//传输完成，检查数据是否正确xil_printf("Successfully ran AXI DMA Loop\r\n");disable_intr_system(&intc, TX_INTR_ID, RX_INTR_ID);Done: xil_printf("--- Exiting main() --- \r\n");for(i=0; i<len; i++){value = Xil_In32(RX_BUFFER_BASE+i);ddr_rd_data[t] = value;t++;}
usleep(1);sd_write_data(FILE_READ_NAME,(u32)ddr_rd_data,len);printf("SD Write Successfully ! \r\n");free(ch_data);free(ddr_rd_data);return XST_SUCCESS;
}//初始化文件系统
int platform_init_fs()
{FRESULT status;TCHAR *Path = "0:/";BYTE work[FF_MAX_SS];//注册一个工作区(挂载分区文件系统)//在使用任何其它文件函数之前，必须使用f_mount函数为每个使用卷注册一个工作区status = f_mount(&fatfs, Path, 1);  //挂载SD卡if (status != FR_OK) {xil_printf("Volume is not FAT formated; formating FAT\r\n");//格式化SD卡status = f_mkfs(Path, FM_FAT32, 0, work, sizeof work);if (status != FR_OK) {xil_printf("Unable to format FATfs\r\n");return -1;}//格式化之后，重新挂载SD卡status = f_mount(&fatfs, Path, 1);if (status != FR_OK) {xil_printf("Unable to mount FATfs\r\n");return -1;}}return 0;
}//挂载SD(TF)卡
int sd_mount()
{FRESULT status;//初始化文件系统（挂载SD卡，如果挂载不成功，则格式化SD卡）status = platform_init_fs();if(status){xil_printf("ERROR: f_mount returned %d!\n",status);return XST_FAILURE;}return XST_SUCCESS;
}//SD卡写数据
int sd_write_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len)
{FIL fil;         //文件对象UINT bw;         //f_write函数返回已写入的字节数//打开一个文件,如果不存在，则创建一个文件f_open(&fil,file_name,FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);//移动打开的文件对象的文件读/写指针     0:指向文件开头f_lseek(&fil, 0);//向文件中写入数据f_write(&fil,(void*) src_addr,byte_len,&bw);//关闭文件f_close(&fil);return 0;
}//SD卡读数据
int sd_read_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len)
{FIL fil;         //文件对象UINT br;         //f_read函数返回已读出的字节数//打开一个只读的文件f_open(&fil,file_name,FA_READ);//移动打开的文件对象的文件读/写指针     0:指向文件开头f_lseek(&fil,0);//从SD卡中读出数据f_read(&fil,(void*)src_addr,byte_len,&br);//关闭文件f_close(&fil);return 0;
}//DMA TX中断处理函数
static void tx_intr_handler(void *callback)
{int timeout;u32 irq_status;XAxiDma *axidma_inst = (XAxiDma *) callback;//读取待处理的中断irq_status = XAxiDma_IntrGetIrq(axidma_inst, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);//确认待处理的中断XAxiDma_IntrAckIrq(axidma_inst, irq_status, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);//Tx出错if ((irq_status & XAXIDMA_IRQ_ERROR_MASK)) {error = 1;XAxiDma_Reset(axidma_inst);timeout = RESET_TIMEOUT_COUNTER;while (timeout) {if (XAxiDma_ResetIsDone(axidma_inst))break;timeout -= 1;}return;}//Tx完成if ((irq_status & XAXIDMA_IRQ_IOC_MASK))tx_done = 1;
}//DMA RX中断处理函数
static void rx_intr_handler(void *callback)
{u32 irq_status;int timeout;XAxiDma *axidma_inst = (XAxiDma *) callback;irq_status = XAxiDma_IntrGetIrq(axidma_inst, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);XAxiDma_IntrAckIrq(axidma_inst, irq_status, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);//Rx出错if ((irq_status & XAXIDMA_IRQ_ERROR_MASK)) {error = 1;XAxiDma_Reset(axidma_inst);timeout = RESET_TIMEOUT_COUNTER;while (timeout) {if (XAxiDma_ResetIsDone(axidma_inst))break;timeout -= 1;}return;}//Rx完成if ((irq_status & XAXIDMA_IRQ_IOC_MASK))rx_done = 1;
}//建立DMA中断系统
//  @param   int_ins_ptr是指向XScuGic实例的指针
//  @param   AxiDmaPtr是指向DMA引擎实例的指针
//  @param   tx_intr_id是TX通道中断ID
//  @param   rx_intr_id是RX通道中断ID
//  @return：成功返回XST_SUCCESS，否则返回XST_FAILURE
static int setup_intr_system(XScuGic * int_ins_ptr, XAxiDma * axidma_ptr,u16 tx_intr_id, u16 rx_intr_id)
{int status;XScuGic_Config *intc_config;//初始化中断控制器驱动intc_config = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);if (NULL == intc_config) {return XST_FAILURE;}status = XScuGic_CfgInitialize(int_ins_ptr, intc_config,intc_config->CpuBaseAddress);if (status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}//设置优先级和触发类型XScuGic_SetPriorityTriggerType(int_ins_ptr, tx_intr_id, 0xA0, 0x3);XScuGic_SetPriorityTriggerType(int_ins_ptr, rx_intr_id, 0xA0, 0x3);//为中断设置中断处理函数status = XScuGic_Connect(int_ins_ptr, tx_intr_id,(Xil_InterruptHandler) tx_intr_handler, axidma_ptr);if (status != XST_SUCCESS) {return status;}status = XScuGic_Connect(int_ins_ptr, rx_intr_id,(Xil_InterruptHandler) rx_intr_handler, axidma_ptr);if (status != XST_SUCCESS) {return status;}XScuGic_Enable(int_ins_ptr, tx_intr_id);XScuGic_Enable(int_ins_ptr, rx_intr_id);//启用来自硬件的中断Xil_ExceptionInit();Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler) XScuGic_InterruptHandler,(void *) int_ins_ptr);Xil_ExceptionEnable();//使能DMA中断XAxiDma_IntrEnable(&axidma, XAXIDMA_IRQ_ALL_MASK, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);XAxiDma_IntrEnable(&axidma, XAXIDMA_IRQ_ALL_MASK, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);return XST_SUCCESS;}//此函数禁用DMA引擎的中断
static void disable_intr_system(XScuGic * int_ins_ptr, u16 tx_intr_id,u16 rx_intr_id)
{XScuGic_Disconnect(int_ins_ptr, tx_intr_id);XScuGic_Disconnect(int_ins_ptr, rx_intr_id);
}