从2013 年第一款侧重于GUI 应用的STM32F429x【内嵌Chrom-ART 图形加速和LTDC 控制器】开始，ST 就提供了STM32MCU + X-Cube-TouchGFX 一站式GUI 开发平台，越来越多的客户使用STM32 + TouchGFX 开发智能手表/智能家居控制面板等嵌入式设备。 在嵌入式GUI应用中，设备厂家希望提供功能支持用户根据不同国家来定义使用的字体翻译, 从技术上支持将字体翻译和应用程序分离开。这样可以在嵌入式设备有限的存储空间上，根据不同国家的需要，来更新和升级字体翻译的类型。

客户在使用Cordic 进行运算时候，对Cordic 打断CPU 的时间存有疑问，认为时间不是按照芯片手册中所描述的时钟周期，本文针对Cordic 时间测试用于澄清计算周期，同时可作为客户评估使用，本文以STM32G431 作为示例。

海德格尔在上世纪30年代曾说过：我们正在进入一个 “ 世界图像时代。”

从工作电脑到个人手机，从商场橱窗到楼宇电视，生活正在被屏幕所包围。在视觉文化时代，“看”与“被看”成了我们的存在状态。而这一趋势，也迅速主宰了嵌入式系统的世界。MCU是嵌入式产品的核心，它的图形处理性能日益成为关注焦点。

意法半导体不断提升微控制器产品的图形性能，推出NeoChrom GPU，一款内置于特定STM32U5产品中的新型图形处理单元。它优化了翻转、旋转、缩放等动画性能，通过新硬件IP在整体上加快了纹理映射和alpha混合的速度。计算任务被分流到NeoChrom GPU上，大大提高了每秒帧数。因此，类似STM32U5这样的微控制器可以运行之前无法实现的复杂界面。许多客户也在此基础上成功完成了产品开发。此外，TouchGFX从TouchGFX 4.19.1开始，即为NeoChrom GPU提供支持。

从Chrom-ART到NeoChrom GPU的进化

什么是Chrom-ART和NeoChrom GPU？

Chrom-ART是多款STM32 MCU中内嵌的2D加速器（DMA2D），可优化内存访问，以便更快速地操作图像。许多来自意法半导体合作伙伴的工具和产品都使用了Chrom-ART加速器，例如Crank的Storyboard、Twilio的Microvisor，或者来自TouchGFX实现者PsiControl的interface。

NeoChrom GPU正是Chrom-ART的升级版本，在借鉴相同理念的同时，实现了更大优化。新技术基于双线性和点取样特性的纹理映射功能，提供了新的绘图加速并支持动画。因此，过去需要桌面PC机GPU卡才能实现的应用，现在可以在微控制器上运行。

NeoChrom GPU如何集成到TouchGFX生态系统？

Chrom-ART代表意法半导体对图形优化的第一次尝试。此后，我们收购了TouchGFX，并通过TouchGFX Designer、Simulator和Generator构建了一个完整的生态系统。因此，意法半导体从一开始就将NeoChrom GPU集成到这些工具中。TouchGFX Designer包含的示例代码展示了在圆形显示器上以60帧/秒显示平滑动画。更重要的是，它展示了NeoChrom GPU关闭时对帧速率的影响，从而让决策者认识到它的重要性。同样，纹理映射控件将自动使用新的GPU（如果MCU支持）。因此，新IP在TouchGFX内的即时集成充分印证了意法半导体的生态系统凝聚力。

NeoChrom GPU 如何帮助 STM32 解决图形挑战？

图形性能面临两个主要挑战：每时钟周期指令数限制和内存问题。第一种通常与架构创新有关。微控制器因尺寸和低功耗因素，存在ALU和FPU限制，但改进后的制造工艺可容纳更多晶体管，以处理更多任务。NeoChrom GPU也遵循这样的趋势，硬件IP能够加速更多类型的图形计算。第二个挑战更为棘手，也更加关键，因为内存始终是一种稀缺资源。虽然STM32U599将采用2.5 MB内部RAM（能够存储两个帧缓冲区），但许多嵌入式系统需要外部RAM，这会带来显著的性能损失。

为了应对第二个挑战，NeoChrom GPU针对STM32 MCU进行了硬件优化。例如，STM32U5依靠一个8位8线串行外设接口（OSPI）或一个200 MHz频率的16位高速接口（HSPI）与外部存储模块对接，以加快到L2缓存的读取速度。同样，L1缓存可以直接访问内部RAM中的两个832 KB帧缓冲区。因此，由于能够快速访问实时渲染图像所需的所有数据，细分曲面速度显著加快。简而言之，减少访问纹理和其他素材所需的时间帮助工程师优化了性能，最终使渲染速度提高到以前的六倍。

NeoChrom GPU的未来

目前，行业对NeoChrom GPU的反馈非常积极。虽然许多MCU制造商也通过类似的IP来加速图形计算，但特定的STM32优化和TouchGFX生态系统使许多早期alpha测试者都采用NeoChrom GPU，而没有选择其他解决方案。

这一新技术已经应用于TouchGFX 4.19，一些alpha客户已使用即将面市的STM32U599开发套件，开发即时可用的UI。意法半导体还将在其他即将面市的微控制器中应用NeoChrom GPU。

STM32图像处理库介绍

STM32图像处理库（STM32IPL）是一个用C语言编写的开源软件库，它提供图像处理和计算机视觉功能，以便在STM32微控制器上更快地开发视觉分析应用程序。最近，STM32IPL作为STM32Cube的一个中间件组件, 在FP-AI-VISION1功能包的最新版本（v3.1.0）中一起发布。

众所周知，计算机视觉深度学习模型的输入通常与相机捕获的图像帧不同。深度学习模型的输入可能有不同的维度和不同的图像格式，因此通常需要对原始图像进行一些基本的预处理，例如：调整大小、图像格式转换、归一化等。STM32IPL通过提供一些功能强大且随时可用的软件组件，简化并加速此类图像预处理功能的开发。

主要特性

STM32IPL的关键特性：

• 为开发人员提供功能强大且随时可用的软件组件，缩短STM32平台上图像处理和计算机视觉应用程序的开发时间；
• 满足嵌入式系统在图像处理和计算机视觉功能方面最常见的需求；
• 通过尽可能封装和隐藏典型图像处理和计算机视觉操作的复杂性，简化并加快应用程序的开发。

STM32IPL在功能上被划分为各种模块，如下图所示：

这些模块可以虚拟分组在以下宏组中：

• 库初始化和反初始化组（深绿色模块）；

• 包括图像创建、初始化、释放等功能的组（浅绿色模块）；

• 包括图像变换功能的组，如：过滤、颜色转换、缩放、形态算子、扭曲等（深黄色模块）；

• 包含特征和对象提取功能的组，如：边缘和斑点检测器、霍夫变换等（浅黄色模块）；

• 包括对直线、矩形、椭圆等进行操作的功能组（深蓝色模块）；

• 包括图像读写功能的组（浅蓝色模块）；

• 包括在图像中绘制图形元素的功能组（深灰色模块）；

• 最后一组，包括用于计算积分图像和图像统计的剩余模块（浅灰色模块）。

下图展示了STM32IPL中提供的图像处理功能示例：

原图

高斯滤波后

经过Canny边缘检测算法后

镜像翻转后

旋转180°后

软件架构

一个典型的使用STM32IPL的STM32应用程序的软件架构如下所示：

STM32IPL位于BSP和HAL之上的中间件内。基本上，几乎所有的STM32IPL函数都与平台无关，除了以下两种函数，它们利用了一些STM32 MCU提供的硬件功能，而这些硬件功能只在部分而不是全部STM32 MCU里提供：

✦ 对文件执行读写操作的I/O函数。特别是用于处理所支持的图像文件格式（如 BMP、PPM、PGM 和 JPEG）的两个读/写函数。这些函数依赖于以下作为STM32Cube中间件组件的第三方开源库：

• FatFs，在FatFs文件系统上提供读/写操作。例如，在microSD卡上读写图像。

• LibJPEG，提供JPEG编码和解码功能。

✦ 通过利用STM32 DMA2D（用于图形操作的硬件加速器）在屏幕上快速绘制图像的函数。

高级功能示例

本节将以两个高级功能为例来说明其工作原理以及其应用在图像上的效果：霍夫变换和目标检测。

霍夫变换

霍夫变换是一种特征提取方法，用于检测图像中的线条和圆形等简单形状。这里的“简单”形状是指只需要几个参数就能表示的形状。例如，一条线可以用两个参数（斜率、截距）来表示，而一个圆有三个参数——圆心坐标和半径。霍夫变换在寻找图像中这种形状方面有出色的表现。

STM32IPL支持两种霍夫变换函数：

• STM32Ipl_FindLines()，通过霍夫变换找到图像中的所有无限线。

• STM32Ipl_FindCircles()，通过霍夫变换在图像中查找圆。

下面两张照片显示了使用霍夫变换进行线条检测的结果。

原图

通过霍夫变换进行线条检测后

请注意，检测到的线的质量很大程度上取决于边缘图的质量。因此，在现实世界中，霍夫变换通常在当您可以控制环境并因此获得一致的边缘图，或者当您可以针对您正在寻找的特定类型的边缘来训练边缘检测器时使用。

下面的另外两张照片显示了使用霍夫变换进行圆检测的结果。同样，结果的质量很大程度上取决于您可以找到的边缘的质量，以及您对要检测的圆的大小有多少先验知识。

原图

通过霍夫变换进行圆检测后

目标检测

目标检测是一种计算机视觉技术，可以识别和定位图像或视频中的对象。常用于自动驾驶汽车、机器人、面部识别等许多应用场景。

STM32IPL提供三种函数用于目标检测：

• STM32Ipl_LoadFaceCascade()，加载面部级联。

• STM32Ipl_LoadEyeCascade()，加载眼部级联。

• STM32Ipl_DetectObject()，检测特定级联描述的对象。

以下照片显示了面部检测和眼部检测功能的结果：

原图

眼部及面部检测后

最后，要获得STM32IPL库，用户需下载最新的FP-AI-VISION1功能包，然后该库便可以在以下路径找到：

FP-AI-VISION1_V3.1.0\Middlewares\ST\STM32_ImageProcessing_Library

1、前言

直接存储器访问（Direct Memory Access），简称DMA。DMA是CPU一个用于数据从一个地址空间到另一地址空间“搬运”（拷贝）的组件，数据拷贝过程不需CPU干预，数据拷贝结束则通知CPU处理。因此，大量数据拷贝时，使用DMA可以释放CPU资源。DMA数据拷贝过程，典型的有：

• 内存—>内存，内存间拷贝
• 外设—>内存，如uart、spi、i2c等总线接收数据过程
• 内存—>外设，如uart、spi、i2c等总线发送数据过程

2、串口有必要使用DMA吗

串口(uart)是一种低速的串行异步通信，适用于低速通信场景，通常使用的波特率小于或等于115200bps。对于小于或者等于115200bps波特率的，而且数据量不大的通信场景，一般没必要使用DMA，或者说使用DMA并未能充分发挥出DMA的作用。

对于数量大，或者波特率提高时，必须使用DMA以释放CPU资源，因为高波特率可能带来这样的问题：

• 对于发送，使用循环发送，可能阻塞线程，需要消耗大量CPU资源“搬运”数据，浪费CPU
• 对于发送，使用中断发送，不会阻塞线程，但需浪费大量中断资源，CPU频繁响应中断；以115200bps波特率，1s传输11520字节，大约69us需响应一次中断，如波特率再提高，将消耗更多CPU资源
• 对于接收，如仍采用传统的中断模式接收，同样会因为频繁中断导致消耗大量CPU资源

因此，高波特率场景下，串口非常有必要使用DMA。

3、实现方式

4、STM32串口使用DMA

关于STM32串口使用DMA，不乏一些开发板例程及网络上一些博主的使用教程。使用步骤、流程、配置基本大同小异，正确性也没什么毛病，但都是一些基本的Demo例子，作为学习过程没问题；实际项目使用缺乏严谨性，数据量大时可能导致数据异常。

测试平台:

• STM32F030C8T6
• UART1/UART2
• DMA1 Channel2—Channel5
• ST标准库
• 主频48MHz（外部12MHz晶振）

5、串口DMA接收

5.1 基本流程

5.2 相关配置

关键步骤

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA接收模式，使能串口空闲中断

【3】配置DMA参数，使能DMA通道buf半满（传输一半数据）中断、buf溢满（传输数据完成）中断

【1】第一步，DMA先将数据搬运到buf1，搬运完成通知CPU来拷贝buf1数据
【2】第二步，DMA将数据搬运到buf2，与CPU拷贝buf1数据不会冲突
【3】第三步，buf2数据搬运完成，通知CPU来拷贝buf2数据
【4】执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环

双缓存DMA数据搬运过程

STM32F0系列DMA不支持双缓存（以具体型号为准）机制，但提供了一个buf"半满中断"，即是数据搬运到buf大小的一半时，可以产生一个中断信号。基于这个机制，我们可以实现双缓存功能，只需将buf空间开辟大一点即可。

【1】第一步，DMA将数据搬运完成buf的前一半时，产生“半满中断”，CPU来拷贝buf前半部分数据
【2】第二步，DMA继续将数据搬运到buf的后半部分，与CPU拷贝buf前半部数据不会冲突
【3】第三步，buf后半部分数据搬运完成，触发“溢满中断”，CPU来拷贝buf后半部分数据
【4】执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环

UART2 DMA模式接收配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：

• 串口接收，DMA通道工作模式设为连续模式
• 使能DMA通道接收buf半满中断、溢满（传输完成）中断
• 启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据

void bsp_uart2_dmarx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel5); 
	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t)&(USART2->RDR);/* UART2接收数据地址 */
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; /* 接收buf */
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralSRC; 	/* 传输方向:外设->内存 */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_size; /* 接收buf大小 */
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc 		= DMA_PeripheralInc_Disable; 
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc 			= DMA_MemoryInc_Enable; 
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize 	= DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize 		= DMA_MemoryDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_Mode 					= DMA_Mode_Circular; /* 连续模式 */
	DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_VeryHigh; 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); 
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC|DMA_IT_HT|DMA_IT_TE, ENABLE);/* 使能DMA半满、溢满、错误中断 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC5);	/* 清除相关状态标识 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_HT5);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); 
}

DMA 错误中断“DMA_IT_TE”，一般用于前期调试使用，用于检查DMA出现错误的次数，发布软件可以不使能该中断。

5.3 接收处理

基于上述描述机制，DMA方式接收串口数据，有三种中断场景需要CPU去将buf数据拷贝到fifo中，分别是：

• DMA通道buf溢满（传输完成）场景
• DMA通道buf半满场景
• 串口空闲中断场景

前两者场景，前面文章已经描述。串口空闲中断指的是，数据传输完成后，串口监测到一段时间内没有数据进来，则触发产生的中断信号。

5.3 .1 接收数据大小

数据传输过程是随机的，数据大小也是不定的，存在几类情况：

• 数据刚好是DMA接收buf的整数倍，这是理想的状态
• 数据量小于DMA接收buf或者小于接收buf的一半，此时会触发串口空闲中断

因此，我们需根据“DMA通道buf大小”、“DMA通道buf剩余空间大小”、“上一次接收的总数据大小”来计算当前接收的数据大小。

/* 获取DMA通道接收buf剩余空间大小 */
uint16_t DMA_GetCurrDataCounter(DMA_Channel_TypeDef* DMAy_Channelx);

DMA通道buf溢满场景计算

接收数据大小 = DMA通道buf大小 - 上一次接收的总数据大小

DMA通道buf溢满中断处理函数：

void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_size;
	
	recv_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;

	fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);

	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
}

DMA通道buf半满场景计算

接收数据大小 = DMA通道接收总数据大小 - 上一次接收的总数据大小
DMA通道接收总数据大小 = DMA通道buf大小 - DMA通道buf剩余空间大小

DMA通道buf半满中断处理函数：

void uart_dmarx_half_done_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_total_size;
  	uint16_t recv_size;
	
	if(uart_id == 0)
	{
	  	recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	else if (uart_id == 1)
	{
		recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
	
	fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;/* 记录接收总数据大小 */
}

串口空闲中断场景计算

串口空闲中断场景的接收数据计算与“DMA通道buf半满场景”计算方式是一样的。

串口空闲中断处理函数：

void uart_dmarx_idle_isr(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t recv_total_size;
  	uint16_t recv_size;
	
	if(uart_id == 0)
	{
	  	recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart1_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	else if (uart_id == 1)
	{
		recv_total_size = s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size - bsp_uart2_get_dmarx_buf_remain_size();
	}
	recv_size = recv_total_size - s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size;
	s_UartTxRxCount[uart_id*2+1] += recv_size;
	fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, 
				   (const uint8_t *)&(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf[s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size]), recv_size);
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = recv_total_size;
}

注：
串口空闲中断处理函数，除了将数据拷贝到串口接收fifo中，还可以增加特殊处理，如作为串口数据传输完成标识、不定长度数据处理等等。

5.3.2 接收数据偏移地址

将有效数据拷贝到fifo中，除了需知道有效数据大小外，还需知道数据存储于DMA 接收buf的偏移地址。有效数据偏移地址只需记录上一次接收的总大小即,可，在DMA通道buf全满中断处理函数将该值清零，因为下一次数据将从buf的开头存储。

在DMA通道buf溢满中断处理函数中将数据偏移地址清零：

void uart_dmarx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
 	/* todo */
	s_uart_dev[uart_id].last_dmarx_size = 0;
}

5.4 应用读取串口数据方法

经过前面的处理步骤，已将串口数据拷贝至接收fifo，应用程序任务只需从fifo获取数据进行处理。前提是，处理效率必须大于DAM接收搬运数据的效率，否则导致数据丢失或者被覆盖处理。

6、串口DMA发送

6.1 基本流程

5.2 相关配置

关键步骤

【1】初始化串口

【2】使能串口DMA发送模式

【3】配置DMA发送通道，这一步无需在初始化设置，有数据需要发送时才配置使能DMA发送通道

UART2 DMA模式发送配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：

• 串口发送是，DMA通道工作模式设为单次模式（正常模式），每次需要发送数据时重新配置DMA
• 使能DMA通道传输完成中断，利用该中断信息处理一些必要的任务，如清空发送状态、启动下一次传输
• 启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据

void bsp_uart2_dmatx_config(uint8_t *mem_addr, uint32_t mem_size)
{
  	DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
	
	DMA_DeInit(DMA1_Channel4);
	DMA_Cmd(DMA1_Channel4, DISABLE);
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr 	= (uint32_t)&(USART2->TDR);/* UART2发送数据地址 */
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr 		= (uint32_t)mem_addr; 	/* 发送数据buf */
	DMA_InitStructure.DMA_DIR 					= DMA_DIR_PeripheralDST; 	/* 传输方向:内存->外设 */
	DMA_InitStructure.DMA_BufferSize 			= mem_size; 			/* 发送数据buf大小 */
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc 		= DMA_PeripheralInc_Disable; 
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc 			= DMA_MemoryInc_Enable; 
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize 	= DMA_PeripheralDataSize_Byte; 
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize 		= DMA_MemoryDataSize_Byte;
	DMA_InitStructure.DMA_Mode 					= DMA_Mode_Normal; 		/* 单次模式 */
	DMA_InitStructure.DMA_Priority 				= DMA_Priority_High;	 
	DMA_InitStructure.DMA_M2M 					= DMA_M2M_Disable; 
	DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);  
	DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC|DMA_IT_TE, ENABLE); /* 使能传输完成中断、错误中断 */
	DMA_ClearFlag(DMA1_IT_TC4);	/* 清除发送完成标识 */
	DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); /* 启动DMA发送 */
}

5.3 发送处理

串口待发送数据存于发送fifo中，发送处理函数需要做的的任务就是循环查询发送fifo是否存在数据，如存在则将该数据拷贝到DMA发送buf中，然后启动DMA传输。前提是需要等待上一次DMA传输完毕，即是DMA接收到DMA传输完成中断信号"DMA_IT_TC"。

串口发送处理函数：

void uart_poll_dma_tx(uint8_t uart_id)
{
  	uint16_t size = 0;
	
	if (0x01 == s_uart_dev[uart_id].status)
    {
        return;
    }
	size = fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf,
					 s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size);
	if (size != 0)
	{
        s_UartTxRxCount[uart_id*2+0] += size;
	  	if (uart_id == 0)
		{
            s_uart_dev[uart_id].status = 0x01;	/* DMA发送状态 */
		  	bsp_uart1_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
		}
		else if (uart_id == 1)
		{
            s_uart_dev[uart_id].status = 0x01;	/* DMA发送状态,必须在使能DMA传输前置位，否则有可能DMA已经传输并进入中断 */
			bsp_uart2_dmatx_config(s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf, size);
		}
	}
}

注意发送状态标识，必须先置为“发送状态”，然后启动DMA 传输。如果步骤反过来，在传输数据量少时，DMA传输时间短，“DMA_IT_TC”中断可能比“发送状态标识置位”先执行，导致程序误判DMA一直处理发送状态（发送标识无法被清除）。

注：
关于DMA发送数据启动函数，有些博客文章描述只需改变DMA发送buf的大小即可；经过测试发现，该方法在发送数据量较小时可行，数据量大后，导致发送失败，而且不会触发DMA发送完成中断。因此，可靠办法是：每次启动DMA发送，重新配置DMA通道所有参数。该步骤只是配置寄存器过程，实质上不会占用很多CPU执行时间。

DMA传输完成中断处理函数：

void uart_dmatx_done_isr(uint8_t uart_id)
{
 	s_uart_dev[uart_id].status = 0;	/* 清空DMA发送状态标识 */
}

上述串口发送处理函数可以在几种情况调用：

主线程任务调用，前提是线程不能被其他任务阻塞，否则导致fifo溢出

void thread(void)
{
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
}

定时器中断中调用

void TIMx_IRQHandler(void)
{
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART1);
    uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
}

DMA通道传输完成中断中调用

void DMA1_Channel4_5_IRQHandler(void)
{
	if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4))
	{
		UartDmaSendDoneIsr(UART_2);
		DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC4);
		uart_poll_dma_tx(DEV_UART2);
	}
}

每次拷贝多少数据量到DMA发送buf：

关于这个问题，与具体应用场景有关，遵循的原则就是：只要发送fifo的数据量大于等于DMA发送buf的大小，就应该填满DMA发送buf，然后启动DMA传输，这样才能充分发挥会DMA性能。因此，需兼顾每次DMA传输的效率和串口数据流实时性，参考着几类实现：

• 周期查询发送fifo数据，启动DMA传输，充分利用DMA发送效率，但可能降低串口数据流实时性
• 实时查询发送fifo数据，加上超时处理，理想的方法
• 在DMA传输完成中断中处理，保证实时连续数据流

6、串口设备

6.1 数据结构

/* 串口设备数据结构 */
typedef struct
{
	uint8_t status;			/* 发送状态 */
	_fifo_t tx_fifo;		/* 发送fifo */
	_fifo_t rx_fifo;		/* 接收fifo */
	uint8_t *dmarx_buf;		/* dma接收缓存 */
	uint16_t dmarx_buf_size;/* dma接收缓存大小*/
	uint8_t *dmatx_buf;		/* dma发送缓存 */
	uint16_t dmatx_buf_size;/* dma发送缓存大小 */
	uint16_t last_dmarx_size;/* dma上一次接收数据大小 */
}uart_device_t;

6.2 对外接口

/* 串口注册初始化函数 */
void uart_device_init(uint8_t uart_id)
{
  	if (uart_id == 1)
	{
		/* 配置串口2收发fifo */
		fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, &s_uart2_tx_buf[0], 
                      sizeof(s_uart2_tx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
		fifo_register(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, &s_uart2_rx_buf[0], 
                      sizeof(s_uart2_rx_buf), fifo_lock, fifo_unlock);
		
		/* 配置串口2 DMA收发buf */
		s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf = &s_uart2_dmarx_buf[0];
		s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmarx_buf);
		s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf = &s_uart2_dmatx_buf[0];
		s_uart_dev[uart_id].dmatx_buf_size = sizeof(s_uart2_dmatx_buf);
		bsp_uart2_dmarx_config(s_uart_dev[uart_id].dmarx_buf, 
							   sizeof(s_uart2_dmarx_buf));
		s_uart_dev[uart_id].status  = 0;
	}
}

/* 串口发送函数 */
uint16_t uart_write(uint8_t uart_id, const uint8_t *buf, uint16_t size)
{
	return fifo_write(&s_uart_dev[uart_id].tx_fifo, buf, size);
}

/* 串口读取函数 */
uint16_t uart_read(uint8_t uart_id, uint8_t *buf, uint16_t size)
{
	return fifo_read(&s_uart_dev[uart_id].rx_fifo, buf, size);
}

7、相关文章

依赖的fifo参考该文章：