本帖最后由 henjay724 于 2024-12-9 20:56 编辑
在MCU 里能够对片内外映射的存储器进行读写操作的主设备(Master)除了常见的 Core 以及 DMA 外，其实还有一些面向高速数据传输（比如 USB、uSDHC、ENET 接口等）或其他特定功能（比如 GPU、LCD、Crypto 等）的外设，但就用户数据搬移处理而言，一般我们只借助 Core 和 DMA。
在恩智浦微控制器 i.MXRT 四位数上，还有一个叫 PXP 的外设，这本是一个面向像素数据处理的模块，但是它也能够完成一般数据搬移处理任务。当我们借助这个 PXP 来做数据搬移时，发现它在对 CM7 TCM 写入时有一些使用限制。今天我们就来聊聊这个话题：
一、PXP功能简介
先来看一下 PXP 模块功能框图，既然是面向图像数据处理，那常见的图像缩放、色彩空间转换、图像旋转功能支持必不可少（即下图蓝框里的三个独立引擎被整合在 PXP 里），这些操作实际上都涉及到 FrameBuffer 像素数据处理(读改写) 。
再进一步细读 PXP 特性，我们发现除了像素处理之外，它还是个标准的 2D DMA（这里 2D 的意思是为搬移二维图像数据而设计的），这就是我们所要的数据搬移特性。在用 PXP做数据搬移操作时，当源 FrameBuffer 和目的FrameBuffer 大小相同，且搬移目标尺寸就是 FrameBuffer 长度时，其就蜕变成了大家所熟悉的普通 DMA。
二、一个RT1170的Errata 在我们实测 PXP 数据搬移功能时，我们先来看一个 RT1160/1170 上独有的 Errata，也正是因为这个 Errata 让痞子衡关注到了 PXP 的 2D DMA 功能。 这个 Errata 提及到 RT1160/1170 里若干个具有存储器读写能力的主设备在对 CM7 TCM 进行 Sparse write（随机地址短小数据写入操作）时可能会导致数据出错，PXP 就是其一，解决方案就是 CM7 TCM 不要作为目的 FrameBuffer。
· Note：列出来的有限制的主设备大多是 RT1170 里新增的外设（CAAM,ENET_1G, ENET_QOS, GC355, LCDIFv2），除了 PXP 是 RT10xx 上也存在的，但是 RT10xx PXP 并没有这个限制。
三、在PXP下实测数据搬移 要实测 PXP 数据搬移功能可以直接借助\SDK_2_16_000_MIMXRT1170-EVKB\boards\evkbmimxrt1170\driver_examples\pxp\copy_pic\cm7例程，其主要函数 APP_CopyPicture() 摘录如下，代码清晰明了。我们要做不同的测试，只需要将 s_inputBuf、s_outputBuf 分别链接在不同存储器空间里，并且设置不同的拷贝块大小与坐标位置即可。 · Note：仅需调整 COPY_WIDTH、DEST_OFFSET_X 值来测试对一维数据搬移影响（数据长度、起始地址对齐因素）
#include "fsl_pxp.h"
// 源/目标 Buffer 长宽设置（为测试方便，可设置成一样）
#define BUF_WIDTH 64
#define BUF_HEIGHT 64
// 拷贝块长宽及在目标 Buffer 坐标设置（从源 Buffer 坐标固定为 [0,0]）
#define COPY_WIDTH 8
#define COPY_HEIGHT 8
#define DEST_OFFSET_X 1
#define DEST_OFFSET_Y 1
uint16_t s_inputBuf[BUF_HEIGHT][BUF_WIDTH];
uint16_t s_outputBuf[BUF_HEIGHT][BUF_WIDTH];
static void APP_CopyPicture(void)
{
pxp_pic_copy_config_t pxpCopyConfig;
// 设置拷贝参数（将s_inputBuf里坐标[0,0]开始的大小为8x8的数据拷贝到s_outputBuf里[1,1]位置处）
// 源 Buffer 地址与拷贝块坐标设置
pxpCopyConfig.srcPicBaseAddr = (uint32_t)s_inputBuf;
pxpCopyConfig.srcPitchBytes = sizeof(uint16_t) * BUF_WIDTH;
pxpCopyConfig.srcOffsetX = 0;
pxpCopyConfig.srcOffsetY = 0;
// 目的 Buffer 地址与拷贝块坐标设置
pxpCopyConfig.destPicBaseAddr = (uint32_t)s_outputBuf;
pxpCopyConfig.destPitchBytes = sizeof(uint16_t) * BUF_WIDTH;
pxpCopyConfig.destOffsetX = DEST_OFFSET_X;
pxpCopyConfig.destOffsetY = DEST_OFFSET_Y;
// 拷贝块大小设置（像素点格式为 RGB565 即 2bytes）
pxpCopyConfig.width = COPY_WIDTH;
pxpCopyConfig.height = COPY_HEIGHT;
pxpCopyConfig.pixelFormat = kPXP_AsPixelFormatRGB565;
// 启动拷贝（将拷贝块数据从源 Buffer 搬移到目的 Buffer）
PXP_StartPictureCopy(PXP, &pxpCopyConfig);
while (!(kPXP_CompleteFlag & PXP_GetStatusFlags(PXP)));
PXP_ClearStatusFlags(PXP, kPXP_CompleteFlag);
}
经测试当 s_outputBuf 放在 OCRAM 或者外部 RAM 空间里时，搬移结果完全如预期。而当 s_outputBuf 放在 CM7 ITCM 或者 DTCM 时，则会出现异常结果，在 ITCM/DTCM 异常表现是一致的。
设置不同的 COPY_WIDTH、DEST_OFFSET_X 值组合带来的异常结果不尽相同，这里仅放出一个 COPY_WIDTH = 1、DEST_OFFSET_X = 3 的情况供参考，可以看到除了目标地址数据之外，前后还会有一些额外数据被写入，这样的数据搬移操作显然不可靠了。
当然并不是 s_outputBuf 放在 CM7 TCM 就一定能引起异常，只要拷贝的一维数据长度是 16bytes 整数倍，且目的起始地址以 8 对齐时，此时并无出错情况发生。不满足这个条件的写入我们即称之为有风险的 Sparse write（随机地址短小数据写入）。
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