常规下，uart的数据收发可由mcu控制uart的内部fifo来完成。但具体不论是以中断还是以查询的形式，过程中总是会占用到mcu的时间，即便在其fifo的zui大有效利用时。这样，在实际应用中，当串口数据包量较大时，uart的发送过程会占用mcu很长时间，其中大多数时间可能是在一次等待数据传输的完成。为了节省这段时间，提高mcu的使用效率，以完成更多的数据处理，将会用到dma控制器。dma意思是直接内存访问，是指不经由cpu而直接从内存中存取数据的数据交换模式。当uart的使用dma控制器控制发送过程时，mcu会将发送的控制权交给dma硬件控制器，从而在数据发送的时间中去处理其它的事务。
本文将结合arm的cortex-m3内核处理器来设计uart的dma控制过程。cortex-m3内核的处理器，是arm公司一代的armv7架构的32位处理器。其lpc176x系列的mcu处理器内部带有8通道的dma控制器。下面将使用这些dma控制器通道来实现uart的数据收发过程。
1、系统结构及原理
1.1uart控制器
lpc176x有4路uart控制器，通过设置其波特率、停止位、数据长度等参数来完成2个uart串行口的通信，当然外部通过电平转换可实现为rs232或rs485等接口类型，这里只系统地用内的部uart接口。
硬件的连线上采用交叉互连，即一个uart接口的tx接到另一个接口的rx。软件上传输的数据报文格式可由不同应用不同设定，这里只笼统的称做数据包。
1．2dma控制器
lpc176x的dma控制器允许外设到存储器，存储器到外设，外设到外设和存储器到存储器之间的传输。每个dma流都可以为单个源和目的提供单向串行dma传输。
1．3链表项及其标识
dma控制器使用链表项（lli）来支持分散／聚集（scatter-gather），分散／聚集是指dma单次传输可以使用不必连续的内存空间，它的效果相当于若干个简单dma过程的串连。在分散／聚集模式下，源和目标数据区由一连串的链表来定义，每个链表项控制着一个数据块的传输，将这个数据块传输完毕后，选择并装载另一个链表项来继续dma操作或停止dma流。*个链表项需要被编程到dma控制器的对应通道。链表项所描述的传输数据包通常需要进行一次或多次dma突发传输到设定的源或目标。如不需要链表项分散／聚集，那么链表地址寄存器须设置为零。一个链表的zui后一个链表项也须设置为零。
一个链表项的内容由4个字组成，依次为源地址、目标地址、下个链表项地址及控制字。为了方便记录dma链表内容，设计并定义一个链表内容结构体标识，标识名称记作stdmalinklistinfor，定义如下：
2、缓存区的设计
2．1串行数据缓存区的设计
建立uartn的接口数据缓存区，记作uartn_buf（n），用来存储uart串口数据包。为数据缓存区设置空缓存地址的fifo队列uartn_buf_free_table，用来存放未被数据填充占用的空数据缓存分区地址；设置已占用缓存地址的fifo队列uartn_buf_fill_table，用来存放已经被数据填充占用的数据缓存分区地址。
2．2链表项缓存区的设计
建立n个dmax的链表内容结构体的缓存区dmax_link_list_infor_index（i）（i=1，2，3，...n-1），称作dmax_link_list_infor_cache（i）（i=1，2，...n-1）。其中dmax_link_list_infor_cache（i）的地址为4字节对齐，必须为zui低2位是0的位置。
2．3空链表项地址队列的设计
建立dmax的可用空缓存fifo队列，称作dmax_link_list_free_table，用于存储n个链表中的空缓存区地址。当执行出队操作时，返回一个非null空缓存区地址，若取回值为null则说明没有可用缓存区；而执行入队操作时，会将一个非null空缓存区的地址加入fifo队列中，执行读取队列长度操作时，返回队列中可用空缓存地址的数量。
2．4已占用链表项地址队列的设计
建立dmax的链表地址fifo队列，记作dmax_link_list_fill_table，用来放置占用并填充了链表内容的结构体缓存区地址。当执行出队操作时，返回一个非null已占用缓存区地址，若取回值为null则说明没有可用的已占用缓存区地址；而执行入队操作时，会将一个非null已占用缓存区的地址加入fifo队列中，执行读取队列长度操作时，返回队列中可用的已占用缓存地址数量。
2．5发送用缓存地址保存队列的设计
建立uartntx的地址保存fifo队列uart_link_list_store_table，用于保存一次dma发送的时所用到的dmaxlink_list_infor_cache地址。队列容量可与dmax_link_list_fill_table的容量相同，或根据需求设置成更小。
3、串行通信程实现
3．1关键寄存器设置
1）使能外设时钟，将pconp寄存器中的pcgpdam位置1。此位在复位时为0，即默认dma被禁止，所以在应用dma前须先将其使能。
2）使能unfcr中的第3位。该位为uart的dma功能使能位，置1时使能dma，清0后禁用dma功能；只有在该位使能后，uart的发送和接收过程才能由dma控制完成。
3）将寄存器dmareqsel的相应位清零。比如第0位，因为dma的uart0tx与定时器0匹配0复用，所以需先选择到uart0tx上。第0位为0时dma选择uartx，为1时dma选择mat0．0；其它串口也需做类似选择。
3．2串行数据发送过程实现
uartn的dma数据发送过程如下：
1）轮询检测是否有数据需要uartn的发送，如果有则从uartn_buf_free_table队列中取出一个uartn_buf缓存，填充欲发送的数据，然后从dmax_link_list_free_table队列中取出一个dmax_link_list_infor_cache，将uartn_buf的地址赋给dmax_link_list_infor_cache的linklist_srcaddress，并设置其linklist_dstaddress为unthr的地址linklist_nextlistaddress暂为0、linklist_controlvalue为uartn_buf中数据大小、源和目的burstsize为0、源和目的传输宽度的1字节、源地址自增、目标地址不自增和terminalcount中断使能。zui后将该dmax_link_listinfor_cache值入队到dmax_link_list_fill_table队列中。流程如图1所示。
2）设置定时器uart_dma_tx_timer，定时值为ts，即每t秒定时器uart_dma_tx_timer发生一次中断。中断服务为检查dmax_link_list_fill_table的队列长度l，判断是否有可用的链表地址。如果有，则执行出队操作取出一个缓存地址fill_cache_0，将其入队到uart_link_list_store_table中。然后利用其中的源地址、目标地址和controivalue值，将其分配给dma通道x的相应寄存器。若l>1，则再取出一个地址，入队到uart_link_list_store_table，将其值赋给dmax的lli寄存器。如果仍有可用链表地址，则取出，入队到uart_link_list_store_table，将其值赋给上一个链表地址中的linklist_nextlistaddress，然后依次类似操作，直到zui一个取出后，将其linklist_next-listaddress赋为0。若l=1，则将dmax的lli寄存器的值置为0。zui后设置dmax的config寄存器，设置内容有目标外设为uart_tx、传送类型为memorytoperipheral、不屏避terminalcount中断、dmax通道使能，启动dmax传输。流程如图2所示。
3）dmax传输完成产生terminalcount中断，在其中断服务程序中取出fifo队列uart_link_list_store_table中保存的地址addr，将addr中的源地址入队到uartn空缓存队列，然后将addr值填充到dmax的可用空缓存fifo队列dmax_link_list_free_table中。流程如图3所示。
3．3串行数据接收过程实现
uartn的dma数据发送过程相对于必送过程较为简单，在配置好相应的寄存器和目标缓存地址后，使能相应dma通道。当uart接收数据达到触发点后，会触发dma相应通道的突发请求进行传输。传输结束后，在terminalcount中断服务中更换目标缓存地址，使能一轮即可。当然在
配置中，dma通道的突发个数应设置与uart接收fifo触发点数相同。
4、结束语
在dma发送进行的过程中，u