覆盆子：PWM通过DMA如何工作？

Question

我读到＆＃34;软件PWM＆＃34;的驱动程序。正在以某种方式在PWM-HW上运行并且在不使用CPU的情况下访问所有GPIO。有人可以解释一下这有用吗？ Raspberry Pi中是否有第二个处理器用于PWM和PCM模块（是否有块图）？

这个问题与我在机器人中经常使用的this excellent driver有关。

以下是解释，遗憾的是我不理解......

  

驱动程序通过设置DMA控制块的链接列表来工作   最后一个链接回第一个，所以一旦初始化DMA控制器   不断循环，驾驶员不需要参与其中   当需要改变脉冲宽度时。在给定的时期内有两个DMA   控制块;第一个字转移到GPIO＆＃39;清除输出＆＃39;   寄存器，而第二个将一些字传送到PWM FIFO   生成所需的脉冲宽度时间。另外，穿插这些   控制块是每个配置伺服的一个，用于设置输出。

     

虽然驱动程序确实使用PWM外设，但它只使用它来调整DMA速度   转移，以便产生准确的延迟。＆＃34;

以下理解是正确的：

  

DMA控制器就像第二个处理器。您可以在其上运行代码。因此，它用于控制所有Raspberry GPIO引脚的高/低状态以及PWM模块。 DMA控制器持续执行此操作。 Raspberry中可能有多个DMA控制器，因此由于缺少一个DMA控制器，OS Linux的速度不会受到太大影响。

我不明白DMA和PWM究竟是如何协同工作的。

Answer 1

我建议将RPIO source code与ServoBlaster's一起阅读，因为它略有简化，可以帮助理解。同样非常重要：Broadcom's BCM2835 manual包含所有微小的细节。

  

有块图吗

该手册包含了该芯片提供的所有功能（据我所知，它并没有显示在框图中。）

  

以下理解权是正确的吗？

DMA控制器是主芯片的一部分（Broadcom，尽管我认为在台式机CPU上也是如此）。它不能精确地运行代码，但是它可以自己跨外围设备复制内存，而不会浪费主处理器的时间。 DMA控制器具有不同的通道，这些通道可以独立复制内存并独立于CPU运行。

它可以通过"control blocks"进行配置（BCM手册第40页，4.2.1.1）：您可以告诉DMA控制器首先将内存从A复制到B，然后从C复制到D，依此类推。

  

不了解DMA和PWM如何协同工作

DMA is used to send data到PWM控制器（“脉冲宽度调制器”，BCM手册第138页，第9章），它消耗了数据并产生了非常精确的延迟。有趣的是，PWM控制器...不用于生成任何PWM脉冲，而只是用于等待。

  

有人可以解释它的工作原理吗？

最终，您通过setting memory在一个特殊地址上配置GPIO引脚的值（或PWM或PCM发生器的设置）。 that region中的内存代表外围设备configuration（BCM手册第89页第6章）。

因此，思路是： 使用DMA控制器将1复制到控制GPIO引脚值的内存中；等待脉冲宽度；将0复制到GPIO引脚值上；等待剩余的时间；环。由于DMA控制器可以执行此操作，因此它不会消耗CPU周期。

这里的关键是能够使DMA控制器“等待”确切的时间，为此，RPIO和ServoBlaster在FIFO模式下使用PWM控制器（PCM发生器也具有这样的功能，但让我们坚持一下至PWM）。这意味着PWM控制器将“发送”它从其所谓的FIFO队列中读取的数据，然后停止。 “发送”的方式无关紧要（BCM手册第139页，9.4 MSENi=0），关键是它需要固定的时间。实际上，它doesn't even matter which data已发送：DMA控制器配置为写入FIFO队列，然后等待直到PWM控制器完成数据发送，这会产生非常精确的延迟。

生成的脉冲的分辨率由PWM传输的持续时间确定，该持续时间取决于PWM控制器运行的频率。

示例

我们的最大分辨率为1ms（由PWM延迟决定），我们希望有一个频率为125Hz的占空比为25％的脉冲。因此，脉冲周期为8ms。将执行DMA操作

1. 将引脚设置为1（DMA写入GPIO mem）
2. 等待1ms（DMA写入PWM FIFO）
3. 等待1ms（DMA写入PWM FIFO）
4. 将引脚设置为0（DMA写入GPIO mem）
5. 等待1ms（DMA写入PWM FIFO）
6. ...重复“等待1毫秒” 4次。
7. 等待1ms（DMA写至PWM FIFO）并跳回到1。

因此，这将至少需要10个DMA控制块（8个等待指令，由周期/延迟给出，再加上2个写操作）。

注意： 在ServoBlaster和RPIO中，它将恰好消耗16个DMA控制块，因为（为了获得更高的精度），它们始终在“等待操作”之前执行“内存复制”操作”。除非需要更改引脚值，否则“内存复制”操作只是一个虚拟操作。