K60 SPI触发DMA数据传输
这段时间一直在折腾K60的DMA和SPI，希望通过DMA将数据通过SPI发送出去。这篇博客介绍的功能是实现了SPI0和SPI1的回环测试，然后通过SPI0触发DMA，将数据从内存A通过SPI0发送到SPI1，SPI1再次触发DMA，将数据存储到内存B。下面介绍下如何实现的。
1 SPI的工作原理
基本知识大家直接谷歌就可以搜到一大堆，分为主机和从机，需要MISO、MOSI、SCK和SS四根线等等。主要介绍下K60的SPI的一些特性：
（1）支持4个字的FIFO
（2）速度大概可以达到总线时钟的一半
（3）每二个SPI模块可以接多个从机（最多6个）
（4）发送和接收可以通过中断或者DMA方式，中断源只有一个，需要在中断服务例程中判断中断标志位。
从上面这张图中可以清楚地看到SPI的结构，数据可以通过DMA和中断发送和接收，发送和接收分别对应一个FIFO，大小为4个字，和发送相关的寄存器PUSHR是一个32位的寄存器，高16位代表命令字，表明发送到哪一个从机以及发送完片选的状态等等，这就意味着每次发送最大发送16字节的数据，超过可能要分次发送；和接收相关的寄存器POPR寄存器为32位，里面就是SPI收到的数据，对这个寄存器按照8位和16位方式的访问等效于32位访问。
2 DMA的工作原理
DMA（Direct Memory Access）的作用就是为了减少CPU的负担，将数据的传输使用DMA总线进行，K60的DMA也成为eDMA，意思就是enhanced，增强型DMA。可以实现内存到内存，外设到内存，内存到外设，外设到外设的数据传输。可以指定传输数据的宽度以及大小，有许多触发源（触发源的作用就是触发DMA传输，我理解为类似于中断的概念）。可以配置中断（传输完成中断和半传输完成中断，同样对应一个中断源，需要判断中断标志位），除了通过触发源触发DMA传输，还可以配置为软件触发，功能还是比较强大的。
3 寄存器简要说明及配置
下面分别对SPI和DMA的寄存器进行介绍。
3.1 SPI相关寄存器
其实大部分通信模块的寄存器都很类似，肯定会有控制寄存器和数据寄存器，想要实现基本功能只需要配置控制寄存器的几个位即可。第一个介绍的寄存器是MCR寄存器，如下所示。
(1)SPI配置寄存器 (SPIx_MCR)
(2)时钟和传输属性寄存器-主机(SPIx_CTARn)
(3)时钟和传输属性寄存器-从机(SPIx_CTAR_SLAVE)
(4)状态寄存器(SPIx_SR)
(5)DMA/中断请求选择和使能寄存器(SPIx_RSER)
在发送数据时需要向数据寄存器PUSHR写数据，之前有讲到，PUSHR是一个32位的寄存器，高16位代表命令字，表明发送到哪一个从机以及发送完片选的状态等等，比如说，需要发送的数据字节是0x1234，命令字节0x8001（片选信号保持拉低，使用CTAS0配置传输，拉低pcs0），那么需要发送的数据为0x8001_1234，这就需要你先将数据进行预处理（加上命令字段）再进行发送，传输完成时TCF标志被置位。
接收数据时只要等RFDF被置位（RXFIFO不空）读取POPR寄存器即可。
3.2 DMA相关寄存器
DMA涉及的寄存器较多，其实理解了它是如何工作的也就指导需要设置哪些寄存器了。首先需要设置DMA多路复用器（Channel Configuration Register (DMAMUX_CHCFGn)），设置DMA的触发源（触发源参考芯片手册3.3.9.1章节，因为表的内容太多放不下），最后设置使能DMA。
接着就是对DMA的具体属性进行设置了，原理如下图所示：
DMA中有主循环（major loop）和次循环（minor loop），其实就是我们写程序时的嵌套循环一个意思。只不过需要注意的是两个循环的单位不一样，major loop的单位是次，也就是minor loop发生了多少次，minor loop的单位是字节，也就是每次minor loop传输的字节数。举例来说：一块大小为96个字节的内存，我可以设置为major loop为24，minor loop为4，也就是说minor loop每次传输4个字节，每次minor loop结束时major loop的计数器减1，同时源地址偏移指定的字节数（目的地址也可以偏移），如此循环直到减为0，传输完成标志置位，可以配置结束时是否产生中断。
理解了原理之后，我们就直到需要设置：使用DMA的通道号、DMA触发源、源地址和目的地址、每次minor loop结束源地址和目的地址的偏移、major loop次数、minor loop的字节数、源地址和目的地址的数据宽度、major lopp结束之后是否禁用DMA请求。这些设置参照DMA相关寄存器设置就好。设置完之后使能DMA了，并且使能DMA请求。
4 功能实现
SPI模块中有两个标志可以出发DMA请求，如下图所示，TFFF标志和RFDF标志，由DMA完成时自动清除标志位。程序流程是这样的：首先TFFF标志是被置位的（TXFIFO为空），触发DMA0将数据由数组A拷贝至SPI0的PUSHR（记得要预处理加上命令字节），SPI0发送至SPI1，此时SPI1的RXFIFO不为空，RFDF标志被置位，触发DMA1将数据从SPI1的POPR寄存器拷贝至数组B。
5 遇到问题
5.1 接线问题
SPI0和SPI1回环测试时需要将SPI0的MISO和SPI1的MOSI相连，SPI0的MOSI和SPI1的MISO相连，SCK和PCS0分别连到对方的SCK和PCS0。
5.2 TXFIFO和RXFIFO必须使能
如果不使能，那么TFFF和RFDF可能不会被置位。
5.3 发送的数据必须加上命令字
未使用DMA收发数据时，测试时主机的TCF标志已经被置，说明数据已经传输出去，可是从机一直没有收到，后来看到网上代码在发送数据时都是要将前面的命令字加上（主要就是片选字段要选中），测试时发现只向PUSHR寄存器写数据时数据不能接收到，加上命令字之后就可以了。
5.4 DMA速度较快
DMA传输数据速度较快，本来在从机端使用RFDF触发中断，在中断中打印出POPR中的数据，发现数据值拷贝了前面的几个，调试一直找不出什么原因，以为数据没有全部发出，加了DMA传输完成中断，发现DMA传输已经完成，便猜测有可能数据传输太快，来不及触发中断打印出来，后来在从机也使用DMA接收数据，发现数据其实以及全部发送过来了。