STM32 DMAでGPIOへ出せな～い（解決）

設計が行き詰まって逃避してきた朝のスタバ。客の７割がPCで作業中。キモい。わたしはスマホでブログ書いてるのでキモくない。

STM32で任意の特性M系列を出力したい。つまり任意の1bit出力ですね．割り込みじゃ周期がフラつくので、DMAでやる必要がある。

以前こんな投稿をしたとき、1bit出力をするためにI2Sを利用した。

　STM32で1bit DAC出力できるかな

しかしI2Sには面倒事があって、clock周波数がaudio系なので48kHzまたは44.1kHzの倍数になっちまうとの苦い記憶。

いまやりたいのは、外部clockでドライブされる1bit出力である。しかも任意のclock周波数で。

未体験ゾーンの「GPIOへDMAで出力」が出来れば良い。

昨日の夕方にGPIO-DMAに着手したんだが動かない。

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まずGPIOの叩き方はどうするか？

普段はHAL_GPIOWrite()を使ってしまう。

しかしDMAの場合はそうも行かない。

DMAの送り先アドレスにGPIOレジスタを指定してやれば良い。↓これな

　GPIOD−>BSSR

BSSRは32bitレジスタで、GPIOD[15:0]を出力制御出来る。

　BSSR[31:16]がbit set

　BSSR[15:0]がbit reset

みたいな感じ。set reset逆かもだが。

なので例えばDMAで10bit出力するのに32bit配列が10個必要というメモリ非効率はあるっちゃある。

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DMAを動かすには、initはMXの自動生成codeにお任せするとして、こんなので起動すればイイと思われる。

　HAL_DMA_Start(&dma,元,行き先,個数)

行き先は上述の &(GPIOD−>BSSR) とする。

だが動かない。

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CPUはSTM32H743だ。

このCPUにおけるGPIOの所在地、というか内部busのぶら下がり地点は、AHB4という辺境なんだ。

CPUは王様なので辺境でもアクセス出来る。

しかしDMAは自分の所属ドメイン内のRAMやperipheralしかアクセス出来ないとの制限がある。

APB1やAPB2にぶら下がったDMAはbus bridgeが繋いでくれてるみたいなのだけど、AHB4はあまり繋ぎが密でないみたいよ。それゆえ辺境呼ばわりしてる。

busについては知識が乏しい。

AHB4傘下のGPIOにアクセス出来るDMAは在るのか？

ある。BDMAだ。

BDMAがアクセス出来るRAMはどれだ？

RAM_D3　0x38000000からの64KBのやつ

指針を得たのでやってみた。だが動かない。

家に戻って考え直してみるなり。

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指針というやつはこれ．　→リンク

１）The GPIO banks are on AHB4, use BDMA to copy data from SRAM4 to GPIOx>BSRR or ODR.

２）SRAM4 is 64KB situated at 0x38000000.

３）Should be able to use LPTIM2 or LPTIM3 OUT as a clocking/triggering source.

BDMAのトリガにLPTIMを使えって言ってる．LPTIMって簡素なので使い勝手はあまりよくなくなくない？

あと、BDMAをEXTI0でトリガしたいんだがもしかしたらEXTI0がBDMAまで届いてないのかもしれない．

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夕方まで粘りましたが、BDMAが治りません．いじる場所はそんなに多くないので手が出ない．

撤退して、SAIを試してみます．

　→SAIはmasterでexternal clkが使えませんでした

I2Sはpinが埋まっていて使えません．

詰みっ！

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夜、動いたかもしれない．

以下、やったことをダラーッと書きます．みなさんの役に立ちますように．ボク人柱．

【やることポエム】

CPUはSTM32H743．

DMAをcircularで動かし、GPIOに3kHzの一定レートで1bit streamを出力する．

GPIO-D12が出力先．

3kHzはEXTI0へ入力されるパルスとする．

【DMAで制御可能なGPIO出力port】

GPIOD->BSRRに書き込むとGPIOD[15:0]に出力できる．

[31:16]に１を立てたbitがresetされる．

[15:0]に１を立てたbitがsetされる．

したがって下記をcyclicに回すと、D12に111100の繰り返しが出力される．1bitの送信に４BYTEを浪費することになるがやむを得ない．

　uint32_t LBP[6];

　LBP[0]=(1<<12); // GPIOD12=1

　LBP[1]=(1<<12); // GPIOD12=1

　LBP[2]=(1<<12); // GPIOD12=1

　LBP[3]=(1<<12); // GPIOD12=1

　LBP[4]=(1<<28); // GPIOD12=0

　LBP[5]=(1<<28); // GPIOD12=0

【制約】

GPIOはAHB4傘下に在る．通常のDMAはアクセス不能．

GPIOにアクセスできるのはBDMAである．（D3 domain）

また、BDMAがアクセスできるRAMは、SRAM4 64kB 0x380000000．

【D3 domain RAMの動かし方】

まず、リンカファイルを改造する．→STM32H743VITX_FLASH.ld

末尾のところにRAM D3を追加．

    .DATA_RAM_D3 (NOLOAD) :

  {

  } >RAM_D3

  

  .ARM.attributes 0 : { *(.ARM.attributes) }

}

送信データバッファを宣言．

RAM D3に置くようにattributeを追記しておく．

__attribute__ ((section (".DATA_RAM_D3"))) uint32_t LBP[6];

注意：LBP[]宣言と同時に初期化したものはCPUの起動時に上書きされちゃうみたいよ．なので送信データはmain()の然るべき場所でやりましょう．

【serial out DMA起動】

 // GPIOD12 serial output

 LBP[0]=(1<<12); // GPIOD12=1

 LBP[1]=(1<<12); // GPIOD12=1

 LBP[2]=(1<<12); // GPIOD12=1

 LBP[3]=(1<<12); // GPIOD12=1

 LBP[4]=(1<<28); // GPIOD12=0

 LBP[5]=(1<<28); // GPIOD12=0

 HAL_DMAEx_EnableMuxRequestGenerator(&hdma_bdma_generator0);

 HAL_DMA_Start( &hdma_bdma_generator0, (uint32_t)LBP, (uint32_t)&(GPIOD->BSRR), 6);

補足しておくと、、、こんなブロック図になっている．

　EXTI0→TRIGMUX→BDMA→GPIO

DMA起動の呪文は２つからなる．

１）TRIGGER MATRIXを起動　HAL_DMAEx_EnableMuxRequestGenerator()

２）BDMAを起動　HAL_DMA_Start()

【STM32cubeMXの設定】

EXTI0をGPIO入力にしておく操作は割愛する．EXTI0に3kHzを入れるのをお忘れなく．

BDMAの設定がキモ．といってもこれ↓で全てだと思う．

あでゅ〜