使用RT-Thread的串口空闲+DMA收发数据

本文探讨了RT-Thread v4.0.2版本中串口使用DMA接收时遇到的问题,即数据在应用层被错误地拆包。通过修改HAL_UART_RxCpltCallback和HAL_UART_RxHalfCpltCallback函数,阻止了底层向中间件推送数据,从而避免了数据拆包问题。同时,提供了一个验证工程,用于检查接收数据的完整性。

RT-Thread的串口空闲+DMA目前发现一个问题,对于没有任何格式的串口帧来说,有时候用空闲中断是最方便的处理方,。因为每次接收过来的就是完整的一帧,而不用判断帧格式。但是RT底层会向中间件层推送数据,导致应用层接收的数据会被拆包。

解决方法:见注释部分(位于drv_usart.c)针对RT版本:v4.0.2

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    struct stm32_uart *uart;
    RT_ASSERT(huart != NULL);
    uart = (struct stm32_uart *)huart;
    //dma_isr(&uart->serial);
}

void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    struct stm32_uart *uart;
    RT_ASSERT(huart != NULL);
    uart = (struct stm32_uart *)huart;
    //dma_isr(&uart->serial);
}

验证工程:将每次收到的字节数量打印到recv_count数组里观察。

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>
#include <ulog.h>

#define UART2_485_PIN    GET_PIN(A, 1)

static struct rt_messagequeue rx_mq;
rt_thread_t led_thread;
static rt_device_t serial2; 
struct serial_configure uart2_config = RT_SERIAL_CON
<think>我们正在处理关于RT-Thread操作系统中UART DMA重置配置的问题。根据用户的问题和提供的引用,特别是引用[3]中提到了在RT-Thread框架下使用GD32F450的串口DMA收发驱动,以及其中提到的问题(每次进入空闲中断重新初始化DMA接收,但ringbuffer的读取位置不正确),我们可以推断用户可能遇到了类似的问题,需要重置UART DMA的配置。 在RT-Thread中,使用DMA进行UART通信时,通常涉及到DMA的初始化和重新配置(重置)。重置DMA配置的原因可能包括:需要重新设置DMA传输的数据长度、改变缓冲区地址、或者清除DMA传输完成标志等。 根据引用[3]的描述,问题在于每次进入串口空闲中断时重新初始化DMA接收,导致ringbuffer的读取位置不正确。因此,我们需要正确的重置DMA接收的方法,以避免破坏ringbuffer的读写指针。 在RT-Thread中,UART设备驱动框架提供了DMA模式的支持。重置DMA配置通常包括以下步骤: 1. 停止当前的DMA传输。 2. 重置DMA通道(清除传输状态,重置传输数据量等)。 3. 重新配置DMA(包括内存地址、传输数据长度等)。 4. 重新启动DMA传输。 但是,需要注意的是,在RT-Thread中,UART设备驱动已经封装了DMA的操作,我们通常通过设备控制接口(`rt_device_control`)来操作DMA。 具体到重置DMA接收,我们可以考虑以下方法: - 使用`rt_device_control`函数,通过控制命令`RT_DEVICE_CTRL_DMA_RX_RESET`(如果支持)来重置DMA接收。 - 或者,先关闭设备,再重新打开设备,这样会重新初始化整个串口DMA(但这样可能会造成数据丢失,且效率不高)。 然而,我们需要查看具体的驱动实现。因为不同的芯片厂商(如STM32、GD32等)的BSP驱动实现可能略有不同。 根据引用[3]中提到的GD32F450的驱动问题,我们可以参考其解决方法。在引用[3]中提到,常规写法是每次进入空闲中断重新初始化DMA接收,但导致ringbuffer读取位置错误。因此,正确的做法应该是避免每次重新初始化整个DMA,而是只重置必要的部分,例如重置DMA的接收数据长度和内存地址,并且要确保与ringbuffer的读写指针同步。 在RT-Thread中,UART设备驱动使用ringbuffer作为DMA接收的缓存。当DMA接收数据时,数据被直接写入ringbuffer中,然后通过空闲中断来通知有数据到达。在空闲中断中,我们通常不需要重置整个DMA,而是应该更新DMA的接收缓冲区(即ringbuffer的写指针位置)和接收长度。 但是,由于DMA传输是连续的(循环模式或者正常模式),在RT-Thread中,通常将DMA接收配置为循环模式(circular mode),这样DMA会循环覆盖ringbuffer。因此,在每次空闲中断时,我们只需要读取当前DMA传输的数据量,然后更新ringbuffer的写指针,并重置DMA的传输计数(如果使用正常模式则需要重新启动,循环模式则不需要)。 然而,引用[3]中提到的问题是在每次空闲中断时重新初始化DMA接收,这会导致DMA重新从0地址开始接收,而ringbuffer的读指针可能没有重置,所以读取位置错误。 因此,正确的做法是: 1. 初始化时配置DMA为循环模式(如果支持),这样DMA会循环覆盖ringbuffer,不需要在每次中断时重新配置DMA。 2.空闲中断中,通过计算DMA当前写指针的位置(可以通过当前剩余传输计数或者当前内存地址来计算)来更新ringbuffer的写指针,然后通知上层有数据到达。 但是,如果驱动不支持循环模式,或者由于某些原因必须使用正常模式,那么就需要在每次中断后重新启动DMA传输。在重新启动时,必须设置正确的内存地址(即ringbuffer中当前可写的起始位置)和传输长度。 在RT-Thread的BSP中,通常已经实现了这样的机制。例如,在stm32的驱动中,使用空闲中断和DMA半传输中断、传输完成中断来管理。在GD32的驱动中,应该也是类似的。 针对用户的问题“RT-Thread UART DMA reset configuration”,我们可以提供以下步骤: 1. **停止DMA传输**:在重置之前,先停止当前的DMA传输,以避免数据冲突。 2. **重置DMA通道**:清除DMA通道的状态,重置传输计数器等。 3. **重新配置DMA**:设置新的内存地址(ringbuffer的当前写指针位置)和传输长度(通常为ringbuffer剩余空间的大小)。 4. **重新启动DMA传输**:使能DMA传输。 在代码中,这可以通过调用DMA相关的HAL库函数(对于ST芯片)或者GD32的标准库函数(对于GD32芯片)来实现。但是,在RT-Thread的驱动框架中,这些操作已经被封装在驱动中。 因此,我们建议用户查看具体BSP中串口驱动的实现。通常,在`drv_usart.c`文件中,会有一个类似`dma_config`的函数,以及中断处理函数。在中断处理函数(特别是空闲中断处理函数)中,会处理DMA的重置。 例如,在GD32F450的驱动中,重置DMA接收的代码可能如下(伪代码): ```c /* 在空闲中断处理函数中 */ void uart_idle_isr(struct rt_serial_device *serial) { /* 获取串口设备对应的DMA信息 */ struct gd32_uart *uart_dev = (struct gd32_uart *)serial; struct rt_serial_rx_fifo *rx_fifo = (struct rt_serial_rx_fifo *)serial->serial_rx; /* 计算接收到的数据长度 */ rt_size_t recv_len = uart_dev->dma_rx_size - DMA_GetCurrDataCounter(uart_dev->dma_rx.stream); /* 更新ringbuffer的写指针 */ rt_ringbuffer_put_force(rx_fifo->rb, uart_dev->dma_rx_buf, recv_len); /* 重置DMA接收:重新设置内存地址和传输长度 */ DMA_Disable(uart_dev->dma_rx.stream); DMA_SetCurrDataCounter(uart_dev->dma_rx.stream, uart_dev->dma_rx_size); DMA_Enable(uart_dev->dma_rx.stream); } ``` 但是,请注意,上述代码仅为示例,具体实现需要根据芯片和驱动来调整。 另外,在RT-Thread中,可以使用设备控制接口来重置DMA。例如,用户可以在应用程序中调用: ```c rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_DMA_RX_RESET, RT_NULL); ``` 但前提是底层的驱动实现了这个控制命令。 因此,我们建议用户: 1. 检查使用的BSP中是否已经实现了重置DMA的控制命令。如果有,直接调用即可。 2. 如果没有,可以修改BSP驱动,添加重置DMA的功能。 总结:重置UART DMA配置的关键在于正确更新DMA接收缓冲区的地址和长度,并确保与ringbuffer同步。在中断服务程序中处理或者通过设备控制命令来重置。 由于用户的问题可能涉及到具体的BSP实现,我们建议用户参考所使用的BSP中的串口驱动代码,特别是与DMA接收相关的部分。 如果用户需要更具体的代码示例,我们可以根据芯片型号提供参考。但根据引用[3],用户使用的是GD32F450,因此我们可以提供GD32F450的示例。 下面是一个重置DMA接收的示例代码(针对GD32F450,基于RT-Thread的BSP框架): ```c /* 重置DMA接收通道 */ void gd32_dma_rx_reset(struct gd32_uart *uart_dev) { /* 禁用DMA */ dma_channel_disable(uart_dev->dma_rx.dma_periph, uart_dev->dma_rx.channel); /* 清除所有中断标志 */ dma_interrupt_flag_clear(uart_dev->dma_rx.dma_periph, uart_dev->dma_rx.channel, DMA_INT_FLAG_G); /* 重新配置DMA */ dma_memory_address_config(uart_dev->dma_rx.dma_periph, uart_dev->dma_rx.channel, (uint32_t)uart_dev->dma_rx_buf); dma_transfer_number_config(uart_dev->dma_rx.dma_periph, uart_dev->dma_rx.channel, uart_dev->dma_rx_size); /* 使能DMA */ dma_channel_enable(uart_dev->dma_rx.dma_periph, uart_dev->dma_rx.channel); } ``` 然后在空闲中断中调用这个函数,或者在需要重置的地方调用。 注意:在重置DMA之前,确保已经处理了已经接收到的数据(比如更新ringbuffer的写指针)。 最后,我们提供一些相关问题供用户参考。</think>### RT-Thread UART DMA重置配置指南 在RT-Thread操作系统中,UART配合DMA进行数据传输时,重置配置通常涉及以下关键步骤: #### 1. **DMA重置核心流程** ```c /* 停止当前DMA传输 */ rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_DMA_RX_STOP, RT_NULL); /* 重置DMA通道寄存器 */ DMA_Disable(huart->hdmarx); __HAL_DMA_DISABLE_IT(huart->hdmarx, DMA_IT_HT | DMA_IT_TC); huart->hdmarx->State = HAL_DMA_STATE_READY; /* 重新配置DMA参数 */ HAL_DMA_Start(huart->hdmarx, (uint32_t)&huart->Instance->DR, (uint32_t)rx_buffer, BUFFER_SIZE); /* 关联DMA到UART */ __HAL_LINKDMA(huart, hdmarx, *huart->hdmarx); /* 重新启动DMA接收 */ rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_DMA_RX_START, RT_NULL); ``` #### 2. **RingBuffer同步关键点** 在重置DMA时需特别注意与RT-Thread的RingBuffer同步: ```c /* 获取当前DMA写入位置 */ size_t write_pos = BUFFER_SIZE - __HAL_DMA_GET_COUNTER(huart->hdmarx); /* 强制更新RingBuffer写指针 */ rt_ringbuffer_put_force(&uart_rx_rb, rx_buffer, write_pos); ``` 这样可避免引用[3]中提到的"读错位置"问题,确保数据一致性[^3]。 #### 3. **完整配置示例(GD32F450) ```c void uart_dma_reset(struct rt_serial_device *serial) { struct gd32_uart* uart = (struct gd32_uart*)serial; // 1. 禁用DMA中断 dma_interrupt_disable(uart->dma_rx.dma, uart->dma_rx.channel, DMA_INT_FTF); // 2. 停止DMA传输 dma_channel_disable(uart->dma_rx.dma, uart->dma_rx.channel); // 3. 重置DMA配置 dma_init_parameter_init(&dma_init); dma_init.periph_addr = (uint32_t)&USART_DATA(serial->uart_device); dma_init.memory_addr = (uint32_t)uart->rx_buf; dma_init.number = UART_RX_BUF_SIZE; dma_init.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_8BIT; dma_init.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_8BIT; dma_init.priority = DMA_PRIORITY_ULTRA_HIGH; dma_init_periph(uart->dma_rx.dma, uart->dma_rx.channel, &dma_init); // 4. 更新RingBuffer指针 rt_ringbuffer_reset(&uart->rx_rb); // 5. 重新启用DMA dma_channel_enable(uart->dma_rx.dma, uart->dma_rx.channel); dma_interrupt_enable(uart->dma_rx.dma, uart->dma_rx.channel, DMA_INT_FTF); } ``` #### 4. **配置注意事项** 1. **时钟同步**:确保在重置前UARTDMA时钟已使能 2. **中断管理**:操作期间禁用全局中断 3. **内存屏障**:使用`__DSB()`保证配置顺序执行 4. **错误处理**:检查`huart->ErrorCode`处理HAL_UART_ERROR_DMA 5. **双缓冲**:建议使用双缓冲策略减少重置频率 > **重要提示**:具体实现需结合BSP的HAL库版本,不同芯片厂商(如STM32/GD32)的寄存器操作存在差异,请参考对应芯片的参考手册[^1][^2]。
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