ARM系统中DMA方式在数据采集中的应用
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#define XDREQ0_RD_SRC 0x22000000
#define XDREQ0_RD_SRC_CTL BUF_ON_MEM_FIX
//设置DMA操作的源地址为系统总线上的0x22000000且地址固定
#define XDREQO_RD_DST_CTL BUF_ON_MEM
//设置DMA操作的目的地址在系统总线且地址逐次加1
通过DMA读取FPGA数据时必须由操作系统在内存中开辟一个空间做为DMA操作的目的地址。操作系统开辟的内存位于虚拟空间.而DMA操作的目的地址必须为物理地址，所以必须进行虚拟地址到物理地址的转换。因此在process_dma()中增加如下代码设置DMA的目的地址寄存器：
regs->DIDST=virt_to_bus(buf->dma_start)
virt_to_bus()是操作系统提供的虚拟地址到物理地址的转换函数，buf->dma_start是系统开辟的虚拟地址空间的首地址。
另外由接口原理图可知，S3C2410须向FPGA发送START信号启动FIFO的读写和DMA操作。所以系统定义GPB3作为START信号，定义如下：
#define START(GPIO_MODE_OUT | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_B3);
同时在process_dma()函数中增加如下代码启动DMA操作：
write_gpio_bit(START,1);
START引脚置为高电平后立即启动FIFO的写操作，同时也就启动了DMA操作进行数据传输，当DMA计数器减为0后发生DMA中断，并且在中断处理程序中将START位置0停止FIFO的写操作。
4.3 接口驱动的关键代码
利用系统提供的DMA操作函数，接口驱动的设计就显得比较容易。接口驱动属于字符设备驱动.重点在初始化和read函数部分。
初始化函数中完成DMA引脚定义、BANK4总线设置、申请DMA通道以及注册字符设备等。read函数是接口驱动的核心。应用程序正是通过调用read函数来读取数据。其核心代码如下：
fpga_buf_t *b=fpga_buf;
dma_addr_t *buf;
b->size=count;
buf=kmalloc(b->size,GFP_DMA);
s3c2410 dma_queue_buffer(b->dma_ch,(void*)b,buf,b->size,DMA_BUF_RD);
if(copy_to_user(buff,buf,b->size))
return -EFAULT;
kfree(buf);
return b->size;
系统调用read函数时首先通过kmalloc分配一段虚拟内存空间，并将其指针和DMA通道、传输字节数一起通过s3c2410_dma_queue_buffer()加入DMA队列.在队列函数中调用process_dma()函数将
虚拟地址转换为物理地址并且启动DMA操作。DMA操作完成后退出队列并调用copy_to_user()将采集到的数据由内核空间拷贝到用户空间进行后续操作。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/151953.htm
5 测试结果
图4为逻辑分析仪测得的数据采集时序图，A1表示FIFO中写入的数据数量;A2表示ARM采集到的数据;A3(0)表示读时钟CLKOUTO，频率为101.5 MHz;A3(1)表示片选信号nGCS4;A3(2)为DMA应答信号DACKO，即FIFO的读请求信号;A3(3)表示FIFO的空信号，即DMA的请求信号DREQO;A3(4)表示FIFO的复位信号，高电平复位，低电平开始工作;A3(5)表示FIFO的写时钟，频率为5 MHz;A3(6)表示写请求;A3(7)表示FIFO满信号。
由测试结果可以看出.DMA操作完全符合时序要求.一次数据采集所需时间约为220 ns，系统工作稳定正常。
6 结束语
本文讨论了S3C2410微控制器的DMA通道在数据采集中的应用，并通过与FPGA相配合设计了基于DMA方式的数据采集系统，同时给出了Linux下设备驱动程序的设计思路。文章所设计的数据采集接口具有很强的通用性，可以广泛用于各种信号量的采集。
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