【STM32H7教程】第62章 STM32H7的MDMA，DMA2D和通用DMA性能比较

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本章节为大家比较MDMA，DMA2D和通用DMA的性能，方便大家在实际应用中选择合适的DMA方式。

62.1 初学者重要提示

62.2 测试条件说明

62.3 MDMA性能测试程序设计

62.4 DMA2D性能测试程序设计

62.5 通用DMA性能测试程序设计

62.6 MDMA、DMA2D和通用DMA性能比较

62.7 MDMA驱动移植和使用

62.8 实验例程设计框架

62.9 实验例程说明（MDK）

62.10 实验例程说明（IAR）

62.11 总结

 

 

62.1 初学者重要提示

1.   学习本章节前，务必优先学习第61章，需要对MDMA的基础知识有个认识。
2.   官方各种MDMA例子简易分析，方便大家更好的了解MDMA应用场景：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=88905 。
3.   合理配置STM32H7的MDMA突发传输次数和源数据以及目的数据位宽可以再提升一点性能http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=94071。

62.2 测试条件说明

MDMA，DMA2D和每个都测试了四种情况

•   64位带宽的AXI SRAM内部做64KB数据传输。
•   32位带宽的D2域SRAM1内部64KB数据传输。
•   AXI SRAM向SDRAM传输64KB的数据传输。
•   32位带宽的SDRAM内部做64KB数据传输。

MDMA：

在D1域，支持64位带宽的DMA数据传输。

 

DMA2D：

在D1域，主要用图形2D加速。

 

DMA1和DMA2：

在D2域，支持32位带宽的DMA数据传输。

62.3 MDMA性能测试程序设计

这里将MDMA的程序设计分为以下几部分，逐一为大家做个说明：

62.3.1 第1步，MDMA初始化

程序代码如下，采用块传输，源地址和目的地址都是64bit数据传输，并设置16beat突发，也就是连续传输16组64bit数据。

1.    __HAL_RCC_MDMA_CLK_ENABLE();  
2.    
3.    MDMA_Handle.Instance = MDMA_Channel0;  
4.    
5.    MDMA_Handle.Init.Request              = MDMA_REQUEST_SW;         /* 软件触发 */
6.    MDMA_Handle.Init.TransferTriggerMode  = MDMA_BLOCK_TRANSFER;     /* 块传输 */
7.    MDMA_Handle.Init.Priority             = MDMA_PRIORITY_HIGH;      /* 优先级高*/
8.    MDMA_Handle.Init.Endianness           = MDMA_LITTLE_ENDIANNESS_PRESERVE; /* 小端 */
9.    MDMA_Handle.Init.SourceInc            = MDMA_SRC_INC_DOUBLEWORD;      /* 源地址自增，双字，即8字节 */
10.    MDMA_Handle.Init.DestinationInc       = MDMA_DEST_INC_DOUBLEWORD;     /* 目的地址自增，双字，即8字节 */
11.    MDMA_Handle.Init.SourceDataSize       = MDMA_SRC_DATASIZE_DOUBLEWORD; /* 源地址数据宽度双字，即8字节 */
12.    MDMA_Handle.Init.DestDataSize       = MDMA_DEST_DATASIZE_DOUBLEWORD;/* 目的地址数据宽度双字，即8字节 */
13.    MDMA_Handle.Init.DataAlignment      = MDMA_DATAALIGN_PACKENABLE;    /* 小端，右对齐 */                    
14.    MDMA_Handle.Init.SourceBurst        = MDMA_SOURCE_BURST_16BEATS;    /* 源数据突发传输 */
15.    MDMA_Handle.Init.DestBurst          = MDMA_DEST_BURST_16BEATS;      /* 目的数据突发传输 */
16.    
17.    MDMA_Handle.Init.BufferTransferLength = 128;    /* 每次传输128个字节 */
18.    
19.    MDMA_Handle.Init.SourceBlockAddressOffset  = 0; /* 用于block传输，地址偏移0 */
20.    MDMA_Handle.Init.DestBlockAddressOffset    = 0; /* 用于block传输，地址偏移0 */
21.    
22.    /* 初始化MDMA */
23.    if(HAL_MDMA_Init(&MDMA_Handle) != HAL_OK)
24.    {
25.         Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
26.    }

 

下面将程序设计中几个关键地方做个阐释：

•   第1行，务必优先初始化MDMA时钟，测试发现没有使能时钟的情况下就配置MDMA很容易失败。
•   第14-15行，突发传输的配置非常考究，每次突发传输的总数据大小不能超过128字节。
  •   对于源地址就是SourceBurst * SourceDataSize <=  BufferTransferLength。
  •  对于目的地址就是DestBurst*DestDataSize <= BufferTransferLength。

比如当前的程序配置：

SourceBurst * SourceDataSize = 16*8 =128字节

DestBurst*DestDataSize = 16*8 =128字节

 

这里要特别注意一点，如果实际应用中最好小于BufferTransferLength，防止不稳定。

62.3.2 第2步，MDMA中断配置

MDMA的中断设置比较简单，代码如下，注册了MDMA的传输完成回调：

HAL_MDMA_RegisterCallback(&MDMA_Handle, HAL_MDMA_XFER_CPLT_CB_ID, MDMA_TransferCompleteCallback);
HAL_NVIC_SetPriority(MDMA_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(MDMA_IRQn);  

void MDMA_IRQHandler(void)
{
    HAL_MDMA_IRQHandler(&MDMA_Handle);
}
static void MDMA_TransferCompleteCallback(MDMA_HandleTypeDef *hmdma)
{
    TransferCompleteDetected = 1;
}

 

在传输完成回调里面设置了一个变量标志TransferCompleteDetected，方便指示传输完成。

62.3.3 第3步，AXI SRAM内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0x2400 0000开始的64KB数据复制到地址0x2400 0000 + 64*1024里面：

TransferCompleteDetected = 0;
HAL_MDMA_Start_IT(&MDMA_Handle, 
                  (uint32_t)0x24000000, 
                  (uint32_t)(0x24000000 + 64*1024), 
                  64*1024, 
                  1);


start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

//64*1024/(cnt/400/1000/1000)/1024/1024 = 64*1000*1000*400/1024/cnt = 25000000/cnt
printf("MDMA---AXI SRAM内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5ns。

62.3.4 第4步，D2域SRAM1内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0x3000 0000开始的64KB数据复制到地址0x3000 0000 + 64*1024里面：

TransferCompleteDetected = 0;
HAL_MDMA_Start_IT(&MDMA_Handle, 
                  (uint32_t)0x30000000, 
                  (uint32_t)(0x30000000 + 64*1024), 
                  64*1024, 
                  1);

start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

printf("MDMA---D2域SRAM1内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5ns。

62.3.5 第5步，AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM

通过下面的程序实现将地址0x2400 0000开始的64KB数据复制到地址0xC000 0000里面：

TransferCompleteDetected = 0;
HAL_MDMA_Start_IT(&MDMA_Handle, 
                  (uint32_t)0x24000000, 
                  (uint32_t)0xC0000000, 
                  64*1024, 
                  1);

start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

printf("MDMA---AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5n。

62.3.6 第6步，SDRAM内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0xC000 0000开始的64KB数据复制到地址0xC000 0000 + 64*1024里面：

TransferCompleteDetected = 0;
HAL_MDMA_Start_IT(&MDMA_Handle, 
                  (uint32_t)0xC0000000, 
                  (uint32_t)(0xC0000000 + 64*1024), 
                  64*1024, 
                  1);


start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

printf("MDMA---SDRAM内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5n。

62.4 DMA2D性能测试程序设计

这里将DMA2D的程序设计分为以下几部分，逐一为大家做个说明：

62.4.1 第1步，DMA2D初始化

配置DMA2D采用存储器到存储器模式，前景区和输出区都采用ARGB8888格式，传输64*256次，每次4字节，即64*256*4 = 64KB数据。

__HAL_RCC_DMA2D_CLK_ENABLE();  

/* DMA2D采用存储器到存储器模式, 这种模式是前景层作为DMA2D输入 */  
DMA2D->CR      = 0x00000000UL;
DMA2D->FGOR    = 0;
DMA2D->OOR     = 0;

/* 前景层和输出区域都采用的ARGB8888颜色格式 */
DMA2D->FGPFCCR = LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB8888;
DMA2D->OPFCCR  = LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB8888;

DMA2D->NLR     = (uint32_t)(64 << 16) | (uint16_t)256;

 

62.4.2 第2步，AXI SRAM内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0x2400 0000开始的64KB数据复制到地址0x2400 0000 + 64*1024里面：

/* AXI SRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)0x24000000;
DMA2D->OMAR  = (uint32_t)(0x24000000 + 64*1024);
DMA2D->CR   |= DMA2D_CR_START;   

start = DWT_CYCCNT;
/* 等待DMA2D传输完成 */
while (DMA2D->CR & DMA2D_CR_START) {} 
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

printf("DMA2D---AXI SRAM内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5ns。

62.4.3 第3步，D2域SRAM1内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0x3000 0000开始的64KB数据复制到地址0x3000 0000 + 64*1024里面：

/* D2域SRAM1的64KB数据传输测试 ***********************************************/
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)0x30000000;
DMA2D->OMAR  = (uint32_t)(0x30000000 + 64*1024);
DMA2D->CR   |= DMA2D_CR_START;  

start = DWT_CYCCNT;
/* 等待DMA2D传输完成 */
while (DMA2D->CR & DMA2D_CR_START) {} 
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
    
printf("DMA2D---D2域SRAM1内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5ns。

62.4.4 第4步，AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM

通过下面的程序实现将地址0x2400 0000开始的64KB数据复制到地址0xC000 0000里面：

/* AXI SRAM向SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)0x24000000;
DMA2D->OMAR  = (uint32_t)0xC0000000;
DMA2D->CR   |= DMA2D_CR_START;  

start = DWT_CYCCNT;
/* 等待DMA2D传输完成 */
while (DMA2D->CR & DMA2D_CR_START) {} 
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
    
printf("DMA2D---AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);    

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5n。

62.4.5 第5步，SDRAM内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0xC000 0000开始的64KB数据复制到地址0xC000 0000 + 64*1024里面：

/* SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)0xC0000000;
DMA2D->OMAR  = (uint32_t)(0xC0000000 + 64*1024);
DMA2D->CR   |= DMA2D_CR_START;

start = DWT_CYCCNT;
/* 等待DMA2D传输完成 */
while (DMA2D->CR & DMA2D_CR_START) {} 
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;    
    
printf("DMA2D---SDRAM内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);    

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5n

62.5 通用DMA性能测试程序设计

这里将DMA1的程序设计分为以下几部分，逐一为大家做个说明：

62.5.1 第1步，DMA1初始化

程序代码如下，采用存储区到存储区传输方式，源地址和目的地址都是32bit数据传输，并设置4beat突发，也就是连续传输4组32bit数据。

1.    __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
2.    
3.    DMA_Handle.Instance                 = DMA1_Stream1;
4.    DMA_Handle.Init.Request             = DMA_REQUEST_MEM2MEM;  
5.    DMA_Handle.Init.Direction           = DMA_MEMORY_TO_MEMORY;
6.    DMA_Handle.Init.PeriphInc           = DMA_PINC_ENABLE;
7.    DMA_Handle.Init.MemInc              = DMA_MINC_ENABLE;
8.    DMA_Handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
9.    DMA_Handle.Init.MemDataAlignment    = DMA_PDATAALIGN_WORD;
10.    DMA_Handle.Init.Mode                = DMA_NORMAL;
11.    DMA_Handle.Init.Priority            = DMA_PRIORITY_VERY_HIGH;
12.    DMA_Handle.Init.FIFOMode            = DMA_FIFOMODE_ENABLE;
13.    DMA_Handle.Init.FIFOThreshold       = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL;
14.    DMA_Handle.Init.MemBurst            = DMA_MBURST_INC4;     /*WORD方式，仅支持4次突发 */
15.    DMA_Handle.Init.PeriphBurst         = DMA_PBURST_INC4;     /*WORD方式，仅支持4次突发 */
16.    DMA_Handle.XferCpltCallback         = DMA_TransferCompleteCallback;
17.    
18.    HAL_DMA_Init(&DMA_Handle);

 

下面将程序设计中几个关键地方做个阐释：

•   第1行，务必优先初始化DMA时钟，测试发现没有使能时钟的情况下就配置DMA很容易失败。
•   第14-15行，突发传输的配置非常考究，这里要特别注意数据位宽，FIFO以及突发的配置。

 

程序中数据位宽是配置为32bit，FIFO配置为满，那么突发仅可以配置为4beat，即DMA_MBURST_INC4。

•   第16行，设置传输完成回调函数。

62.5.2 第2步，DMA1中断配置

DMA1的中断设置比较简单，代码如下：

HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Stream1_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream1_IRQn);

void DMA1_Stream1_IRQHandler(void)
{
    HAL_DMA_IRQHandler(&DMA_Handle);
}
static void DMA_TransferCompleteCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    TransferCompleteDetected = 1;
}

 

在传输完成回调里面设置了一个变量标志TransferCompleteDetected，方便指示传输完成。

62.5.3 第3步，AXI SRAM内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0x2400 0000开始的64KB数据复制到地址0x2400 0000 + 64*1024里面：

/* AXI SRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_DMA_Start_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)0x24000000, (uint32_t)(0x24000000 + 64*1024), 64*256);

start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

//64*1024/(cnt/400/1000/1000)/1024/1024 = 64*1000*1000*400/1024/cnt = 25000000/cnt
printf("DMA1---AXI SRAM内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5ns。

62.5.4 第4步，D2域SRAM1内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0x3000 0000开始的64KB数据复制到地址0x3000 0000 + 64*1024里面：

/* D2域SRAM1的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_DMA_Start_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)0x30000000, (uint32_t)(0x30000000 + 64*1024), 64*256);

start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

printf("DMA1---D2域SRAM1内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5ns。

62.5.5 第5步，AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM

通过下面的程序实现将地址0x2400 0000开始的64KB数据复制到地址0xC000 0000里面：

/* AXI SRAM向SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_DMA_Start_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)0x24000000, (uint32_t)0xC0000000, 64*256);

start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

printf("DMA1---AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5n。

62.5.6 第6步，SDRAM内部互传64KB数据

通过下面的程序实现将地址0xC000 0000开始的64KB数据复制到地址0xC000 0000 + 64*1024里面：

/* SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_DMA_Start_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)0xC0000000, (uint32_t)(0xC0000000 + 64*1024), 64*256);    

start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;

printf("DMA1---SDRAM内部互传64KB数据耗时 =  %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);

 

通过时钟周期计数器测量执行时间，单位2.5n。

62.6 MDMA，DMA2D和通用DMA性能比较

最终测试的性能如下：

 

可以看到DMA1的性能跟其它两个不是一个级别的，适合搞搞低速的外设。

DMA2D和MDMA互有高低。

62.7 MDMA驱动移植和使用

MDMA驱动的移植比较方便：

•   第1步：添加MDMA的HAL库文件，简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。
•   第2步，应用方法看本章节配套例子即可，另外就是根据自己的需要做配置修改。

62.8 实验例程设计框架

通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：

 

  第1阶段，上电启动阶段：

• 这部分在第14章进行了详细说明。

  第2阶段，进入main函数：

•  第1步，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器，LED和SDRAM。
•  第2步，测评MDMA，DMA2D和通用DMA性能。

62.9 实验例程说明（MDK）

配套例子： 

V7-038_MDMA，DMA2D和通用DMA性能比较

实验目的：

1. 比较MDMA，DMA2D和DMA1的性能

实验内容：

 MDMA，DMA2D和DMA1都测试了如下四种情况：

1. 64位带宽的AXI SRAM内部做64KB数据传输。
2. 32位带宽的D2域SRAM1内部64KB数据传输。
3. AXI SRAM向SDRAM传输64KB的数据传输。
4. 32位带宽的SDRAM内部做64KB数据传输。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

 

程序设计：

  系统栈大小分配：

 

  RAM空间用的DTCM：

 

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitDWT();      /* 初始化DWT时钟周期计数器 */       
    bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
     bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */
    
    bsp_InitI2C();     /* 初始化I2C总线 */
}

 

  MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM），FMC的扩展IO区和D3域的SRAM4。DAC的数据缓存开在了SRAM4。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    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.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    
    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    /* 配置SDRAM的MPU属性为Write through, read allocate，no write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0xC0000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_32MB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER2;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

 

 主功能：

主程序实现如下操作：

•  测试了MDMA，DMA2D和DMA1。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    bsp_Init();    /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    
    MDMA_SpeedTest();
    printf("----------------------------------\n\r");
    DMA2D_SpeedTest();
    printf("----------------------------------\n\r");    
    DMA1_SpeedTest();
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 200); /* 启动1个200ms的自动重装的定时器，软件定时器0 */
      
      /* 进入主程序循环体 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();
        
        /* 判断软件定时器0是否超时 */
        if(bsp_CheckTimer(0))
        {
            /* 每隔200ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }
    }
}

 

62.10          实验例程说明（IAR）

配套例子： 

V7-038_MDMA，DMA2D和通用DMA性能比较

实验目的：

1. 比较MDMA，DMA2D和DMA1的性能

实验内容：

 MDMA，DMA2D和DMA1都测试了如下四种情况：

1. 64位带宽的AXI SRAM内部做64KB数据传输。
2. 32位带宽的D2域SRAM1内部64KB数据传输。
3. AXI SRAM向SDRAM传输64KB的数据传输。
4. 32位带宽的SDRAM内部做64KB数据传输。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

 

程序设计：

  系统栈大小分配：

 

  RAM空间用的DTCM：

 

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitDWT();      /* 初始化DWT时钟周期计数器 */       
    bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
     bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */
    
    bsp_InitI2C();     /* 初始化I2C总线 */
}

 

  MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM），FMC的扩展IO区和D3域的SRAM4。DAC的数据缓存开在了SRAM4。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    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.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    
    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    /* 配置SDRAM的MPU属性为Write through, read allocate，no write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0xC0000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_32MB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER2;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

 

  主功能：

主程序实现如下操作：

•   测试了MDMA，DMA2D和DMA1。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    bsp_Init();    /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    
    MDMA_SpeedTest();
    printf("----------------------------------\n\r");
    DMA2D_SpeedTest();
    printf("----------------------------------\n\r");    
    DMA1_SpeedTest();
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 200); /* 启动1个200ms的自动重装的定时器，软件定时器0 */
      
      /* 进入主程序循环体 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();
        
        /* 判断软件定时器0是否超时 */
        if(bsp_CheckTimer(0))
        {
            /* 每隔200ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }
    }
}

 

62.11   总结

本章节涉及到的知识点比较重要，以后用到DMA的地方比较多，可以根据性能选择合适的DMA。