GD32E230 SPI+DMA 中断避免阻塞优化

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丢丢手绢666 发表于 2025-8-28 01:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
优化背景:阻塞模式的痛点​
前文 SPI+DMA 代码采用 “阻塞等待传输完成标志(FTF)” 的方式:​

// 原阻塞代码​
while(dma_flag_get(DMA1, DMA_CHANNEL_TX, DMA_FLAG_FTF) == RESET);​
while(dma_flag_get(DMA1, DMA_CHANNEL_RX, DMA_FLAG_FTF) == RESET);​

这种方式会让 CPU 陷入循环等待,传输 100 字节数据时,CPU 占用率高达 80%,导致定时器中断、UART 接收等其他外设响应延迟,甚至出现数据丢失。


 楼主| 丢丢手绢666 发表于 2025-8-28 01:02 | 显示全部楼层
优化方案:DMA 中断 + 回调机制​
核心思路是用 DMA 传输完成中断替代阻塞等待,让 CPU 在 DMA 传输期间可处理其他任务,传输完成后通过中断通知 CPU 收尾。​
1. 中断相关配置代码(关键补充)​

    dma_init_struct.direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;​
    dma_init_struct.memory_addr = (uint32_t)rx_buf;​
    dma_init(DMA1, DMA_CHANNEL_RX, &dma_init_struct);​

    // 拉低 NSS,使能 DMA 通道​
    gpio_bit_reset(SPI_NSS_GPIO_PORT, SPI_NSS_GPIO_PIN);​
    dma_channel_enable(DMA1, DMA_CHANNEL_TX);​
    dma_channel_enable(DMA1, DMA_CHANNEL_RX);​
}​

// DMA1_TX(CH1)中断服务函数​
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void) {​
    if(dma_interrupt_flag_get(DMA1, DMA_CHANNEL_TX, DMA_INT_FLAG_FTF) != RESET) {​
        // 1. 关闭 TX 通道,清除中断标志​
        dma_channel_disable(DMA1, DMA_CHANNEL_TX);​
        dma_interrupt_flag_clear(DMA1, DMA_CHANNEL_TX, DMA_INT_FLAG_FTF);​
        // 2. 标记 TX 完成​
        dma_tx_done = 1;​
        // 3. 若 RX 也完成,拉高 NSS(避免单独操作导致时序错误)​
        if(dma_rx_done == 1) {​
            gpio_bit_set(SPI_NSS_GPIO_PORT, SPI_NSS_GPIO_PIN);​
        }​
    }​
}​

// DMA1_RX(CH3)中断服务函数​
void DMA1_Channel3_IRQHandler(void) {​
    if(dma_interrupt_flag_get(DMA1, DMA_CHANNEL_RX, DMA_INT_FLAG_FTF) != RESET) {​
        dma_channel_disable(DMA1, DMA_CHANNEL_RX);​
        dma_interrupt_flag_clear(DMA1, DMA_CHANNEL_RX, DMA_INT_FLAG_FTF);​
        dma_rx_done = 1;​
        if(dma_tx_done == 1) {​

2. 主函数调用示例(非阻塞逻辑)​

    dma_spi0_interrupt_init(); // 初始化 DMA 中断​

    // 启动非阻塞 DMA 传输​
    spi0_dma_start_nonblock(tx_buf, rx_buf, 100);​

    // 传输期间,CPU 可处理其他任务(如 LED 闪烁、UART 接收)​
    while(1) {​
        // 检查 DMA 是否完成(非阻塞查询,仅占极少 CPU 资源)​
        if(dma_tx_done && dma_rx_done) {​
            // 处理接收数据(如校验、解析)​
            process_rx_data(rx_buf, 100);​
            // 重新启动下一轮传输​
            spi0_dma_start_nonblock(tx_buf, rx_buf, 100);​
        }​
        // 其他任务:LED 闪烁​
        led_toggle();​
        delay_ms(100);​
    }​
}​
 楼主| 丢丢手绢666 发表于 2025-8-28 01:02 | 显示全部楼层
优化效果与关键注意事项​
CPU 占用率骤降:传输 100 字节数据时,CPU 仅在中断触发时(约 1~2 个指令周期)处理收尾,占用率从 80% 降至 5% 以下,LED 闪烁、UART 接收等任务完全不受影响。​
中断优先级配置:TX 和 RX 中断需设为相同抢占优先级,避免一方中断抢占另一方,导致 NSS 引脚无法及时拉高(时序错误)。​
标志位同步:必须同时判断 dma_tx_done 和 dma_rx_done 均为 1 后,再拉高 NSS,防止 TX 完成但 RX 未完成时,提前释放从机导致数据丢失。
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