[发明专利]用于对微控制器内的数据传输进行编程的系统和方法

说明书

一种用于对微控制器(MCU)进行编程以实现数据传输的方法和系统，所述MCU具有闪存存储器、中央处理单元(CPU)和直接存储器访问控制器(DMAC)。在一个实施方式中，所述方法包括调用存储在闪存存储器中的函数，其中在调用所述函数时，将第一参数传递给所述函数，其中第一参数识别存储在闪存存储器中的第一数据结构，并且其中第一数据结构包括第一DMAC控制值。响应于CPU执行所述函数的指令，CPU读出第一DMAC控制值。然后，响应于CPU执行所述函数的指令，CPU将第一DMAC控制值写入DMAC的相应控制寄存器。

相关申请

本申请根据美国法典第35章第119条(e)款要求2016年2月29日提交的名称为“Pipes and Signals”的美国临时专利申请序列号62/300,953的本国权益，所述临时专利申请作为整体并且出于所有目的通过引用并入本文，如同在本文中完整地和全面地阐述一样。

背景技术

微控制器(MCU)是在集成电路上形成的小型计算机。MCU提供对各种设备的嵌入式控制，所述设备例如办公机器、电器、汽车发动机控制系统、植入式医疗设备、电动工具、玩具等。

MCU的架构各不相同。但是，几乎所有MCU都包含中央处理单元(CPU)、闪存存储器、随机存取存储器(RAM)、提供专用功能的一个或多个外围设备，以及一个或多个通用输入/输出(GPI/O)端口。

CPU可以根据在闪存存储器中存储的嵌入程序的指令来处理在RAM中保存的数据。但是，在CPU可处理数据之前，必须将数据移动到RAM中。存在将数据移动到RAM的若干方法。一种方法称为编程I/O。在这种方法中，CPU可以通过执行加载或存储操作将数据从来源(例如，诸如UART或通用异步接收器/发送器的外围设备)传输到RAM。在传输每个字节或字之前，CPU可能必须等待来自来源的就绪信号，这可以通过轮询用于来源的状态寄存器或通过处理来自来源的“就绪”中断来完成。遗憾地是，CPU在传输数据时无法执行其他操作。

直接存储器访问(DMA)是用于传输数据的另一种方法。这个过程由称为DMA控制器(DMAC)的设备来管理。在DMA中，在CPU不处理每个字节(或字)的情况下，直接传输数据。换句话说，DMA数据传输与CPU无关。DMA传输可以非常快速地将大量数据从来源(例如，外围设备)移动到目的地(例如，(RAM))。DMA数据传输的更明显的好处是，当DMAC传输数据时，CPU可以执行其他操作。然而，设置DMA传输需要在某种程度上使用CPU，但是在此之后，将在不涉及CPU的情况下传输数据。

如上所述，在发生DMA传输之前，CPU必须对DMAC进行编程。换句话说，CPU必须告知DMAC要传输哪些数据、传输数据的位置以及如何传输数据。通过将适当的控制值写入DMAC的相应控制寄存器，CPU对DMAC进行编程。控制值定义传输。例如，控制值确定要传输的数据的来源(例如，UART)，数据的目的地，要传输的数据量，数据的宽度，数据传输的模式(例如，突发模式、需求模式、透明模式、地址增量模式、单周期模式、写传输等)等。

在运行时，CPU可以使用不同的控制值来反复地对DMAC进行重新编程，以实现不同的DMA数据传输。CPU对DMAC进行重新编程时执行不同的代码。例如，为了将数据从UART传输到RAM而对DMAC进行编程所需的代码将不同于将数据从RAM传输到通用串行总线(USB)接口而对DMAC进行重新编程所需的代码。

开发人员在编写代码时，通常会犯错误，所述代码是对DMAC或为DMA传输所需的其他MCU组件进行编程或重新编程所需要的。例如，开发人员可能打算编写从UART到RAM中的特定缓冲区进行DMA数据传输的代码，但开发人员可能会意外地编写传输来自USB接口的数据的代码。另外，开发人员经常在将控制值写入寄存器的顺序中出错。当产生这些类型的编码错误时，它们可能非常难以调试，因为传输的一端通常是不容易检查的外围设备或RAM中的缓冲区。

发明内容