在小型 ARM 微控制器中实现 uart 接收缓冲区的正确方法？

Question

我正在寻找一个小型应用程序的接收缓冲区的想法，该应用程序通过 rs485 以 921.6Kbaud 处理 15 字节数据包。我正在考虑使用循环缓冲区作为 UART ISR 和 main 之间的接口。由于它是一个微处理器，我想放入

while (uartindex!=localindex) { do stuff } 

主

while (;;) {do forever} 

部分，但我被告知这是不可接受的。

在类似情况下人们如何处理他们的UART？

Answer 1

ISR 应填充 FIFO。主要应该消耗它。

下面是一个非常简单的 fifo 算法：（

#define RINGFIFO_SIZE (1024)              /* serial buffer in bytes (power 2)   */
#define RINGFIFO_MASK (RINGFIFO_SIZE-1ul) /* buffer size mask                   */

/* Buffer read / write macros                                                 */
#define RINGFIFO_RESET(ringFifo)      {ringFifo.rdIdx = ringFifo.wrIdx = 0;}
#define RINGFIFO_WR(ringFifo, dataIn) {ringFifo.data[RINGFIFO_MASK & ringFifo.wrIdx++] = (dataIn);}
#define RINGFIFO_RD(ringFifo, dataOut){ringFifo.rdIdx++; dataOut = ringFifo.data[RINGFIFO_MASK & (ringFifo.rdIdx-1)];}
#define RINGFIFO_EMPTY(ringFifo)      (ringFifo.rdIdx == ringFifo.wrIdx)
#define RINGFIFO_FULL(ringFifo)       ((RINGFIFO_MASK & ringFifo.rdIdx) == (RINGFIFO_MASK & (ringFifo.wrIdx+1)))
#define RINGFIFO_COUNT(ringFifo)      (RINGFIFO_MASK & (ringFifo.wrIdx - ringFifo.rdIdx))

/* buffer type                                                                */
typedef struct{
    uint32_t size;
    uint32_t wrIdx;
    uint32_t rdIdx;
    uint8_t data[RINGFIFO_SIZE];
} RingFifo_t;
RingFifo_t gUartFifo;

必须注意这个 FIFO 算法，大小必须是 2 的幂）

ISR 应该像这样运行：

void ISR_Handler()
{
    uint8_t c;
    while(UART_NotEmpty()) {
        c = UART_GetByte();
        RINGFIFO_WR(gUartFifo, c);
    }
}

而 Main：

while(1)
{
    if (!RINGFIFO_EMPTY(gUartFifo)) {
        /* consume fifo using RINGFIFO_RD */
    }    
}

这个算法直接从主循环读取 FIFO，你应该使用中间层检查缓冲区中是否有完整的数据包并对其进行处理，其方式主要如下所示：

uint8_t ptrToPacket;
uint32_t packetSize;
while(1)
{
    if (!Uart_HasValidPacket()) {
        Uart_GetPacket(&ptrToPacket, &packetSize)
        /* Process packet using ptrToPacket and packetSize */
    }    
}

Answer 2

如果 uartindex 从未在主循环中写入（除了在禁用中断时初始化它），并且 localindex 从未被触及，那么您建议的方法可能是可行的。中断例程。

我建议您将缓冲区大小设置为 2 的幂，对两个索引使用无符号整数，并允许它们在完整的 32 位大小上自由计数；在“stuff”和“fetch”例程中索引缓冲区时使用位掩码。如果这样做，那么

(unsigned)(uartindex-localindex) 

应该指示缓冲区中有多少个字符，即使缓冲区完全满了，也不需要在缓冲区已满的情况下采取特殊行为，并且不限制 N 字节缓冲区容纳 N-1 个项目。

请注意，虽然上述表达式中的类型转换并不是绝对必要的，但我建议将其包括在内，因为很明显，减去无符号数量时的包装行为是故意和预期 。