什么！I2C能全程无阻塞 CPU 0负载实现通信？
一、前面话
A - “I2C那点速度，需要用到DMA么？”
B - “I2C那点速度，IO模拟不就完了？”
C - “I2C那点速度，较真那么多干嘛？”
D - “来来来，要不来个活？I2C速率100kHZ，需要定期收发127字节，发送过程需要11.7ms，在这个11.7ms中里面不能影响CPU干其他的事情。该怎么做？”
嗯，这时候如果还是觉得A,B,C好，或者觉得这10多ms没什么，那恭喜，本文写得可能不太适合你发挥。
二、唠嗑唠嗑
如果能看到这里，说明我们是有点默契的。
我们对于先楫这种高性能MCU，这种高性能"牛马"能多干几件事那得肯定让他多干几件事，否则怎么对得起自己的钱包呢？
遇到了一两个开发者，有这么两个需求：
1、项目中使用了好几路数码管驱动芯片，而与其先楫通信的是I2C，显示数据管上，可能通信长达256字节，在100k速率下需要传输20多ms，使用的是poll点亮方式，20多ms无法干其他的活，比如相关计算以及采集等工作，对于项目的设计是效率是比较低的。
2、开发者比较懒，不想I2C需要自己配置开始信号，设备地址，结束信号，数据段等步骤，只想着告诉需要发的数据量和数据长度即可。
总结来说，即使I2C这么常用的外设，由于这么低速的外设，在收发比较长的数据量，如果使用阻塞式收发，那每个时刻都会有一段时间CPU只专心干这活，如上面的10多ms。而对于中断，但也需要在数据段CPU去收发FIFO操作。对于懒人的我们，肯定想着越懒越好，少点操作能少一点是一点。
于是乎，除了CPU这个牛马，当然还有DMA，DMA这个牛马，有一个特技就是支持链式，相比于CPU，画了个大饼（DMA描述符），好家伙，最后还真给你搞出了个大饼。
所以，CPU在这个活儿倒是轻松，看看下面的操作，CPU只需要操作下DMA的描述符地址，然后开启下DMA，传输这差事就交给DMA了。
就这么几个语句，就能实现前面的I2C传输，操作如此懒人。
本文代码链接：https://github.com/RCSN/hpm_sdk_extra/tree/feature/i2c_rtx_dma_chain
三、说个流程
在进行本序阐述之前，需要借助下官方的相关资料。
1、可以看看先楫UM手册的I2C章节以及官方公众号之前的文章 - 《 I2C总线的一种灵活控制方法》
对于I2C通信时序，这里也不做太多阐述，I2C的时序大概以下，I2C的全部时序纯由DMA传输完成。
开始信号START + 设备地址device_addr + ack + （数据段 + ack）* n + 结束信号STOP
2、对于例子和驱动参考，本文借鉴hpm_sdk以下：
1）drivers: i2c和dma，分别对应hpm_i2c_drv和hpm_dma_drv/hpm_dmav2_drv
2）samples: drivers/i2c/dma， drivers/dma/dma_uart_rx_circle_transfer, drivers/dmav2/dmav2_uart_rx_circle_transfer,
3、在hpm_sdk中，对于i2c dma的收发，I2C的时序除了数据段由DMA来完成，其余都是cpu操作。
比如设置开始信号，数据长度，结束信号，使能I2C DMA，开启传输这些寄存器操作，都是CPU处理。
比如I2C写DMA之前操作的api- i2c_master_start_dma_write
这些操作可以分配给DMA完成，这时候就不得不提到先楫的DMA链式。对于DMA可以参考以往的文章。
DMA链式简单来说，就是允许将多个DMA操作链接在一起，形成一个连续的过程。当第一个DMA传输完成后，硬件自动启动下一个DMA传输，而不需要CPU的额外干预。这种机制可以极大地减少CPU的负担，并加快数据传输的速度。
对于I2C而言，除了数据段以外，还得操作设备地址，开始和结束信号的处理，那么多余这些处理，是可以构成链式进行多个连续顺序的DMA传输来完成一个数据移动任务。在这个链式描述符中，生成可以这么做。
注意：在做一些外设配置初始化的时候，建议参数先用default API进行初始化，比如DMA。
4、DMA链式生成
1）链式0：设置I2C的CTRL寄存器，也就是设置I2C的开始号，数据长度，停止信号，该链式的下一个链式地址指向链式1。
注意：这个配置不需要外设发起请求才需要搬运，只需要软件配置好参数，开启DMA之后即可搬运。故设备端dst和源地址src的传输模式都为normal。
2）链式1: 设置I2C的SETUP寄存器，开启I2C DMA请求使能，该链式的下一个链式地址指向链式2。
注意：这个配置不需要外设发起请求才需要搬运，只需要软件配置好参数，开启DMA之后即可搬运。故设备端dst和源地址src的传输模式都为normal。
3）链式2：设置I2C的CMD寄存器，开启一次transmission传输，也就是开启I2C的数据段传输。该链式的下一个链式地址指向链式3。
注意：这个配置不需要外设发起请求才需要搬运，只需要软件配置好参数，开启DMA之后即可搬运。故设备端dst和源地址src的传输模式都为normal。
4）链式3：设置I2C的DATA寄存器，也就是数据的收发，需要判断是读还是写。该链式的下一个链式地址指向链式4。
注意：这个配置需要外设发起请求才需要搬运，对于读，源地址src指向I2C的DATA，需要I2C外设产生DMA请求才开始搬运，故src传输模式需要设置握手handshake；对于写，设备地址dst指向I2C的DATA，需要I2C外设产生DMA请求才开始搬运，故dts传输模式需要设置握手handshake。
5）链式4：设置I2C的ADDR寄存器，设置I2C从设备地址。这也是方便下一次传输的时候提前设置好i2c地址。下一个链式地址设置为NULL，DMA传输完毕。
支持DMA链式描述符生成完毕，这个步骤可能稍微麻烦点，但是每个链式基本都差不多的套路。而且只需要初始化生成一次。
5、DMA配置
DMA链式配置好了之后，需要配置下DMA的相关配置，比如设备地址，设备地址模式，宽度，长度等等，以及把上面的DMA描述符放在DMA链式地址上。
注意：DMA开启在每次传输前开启，在初始化DMA配置不需要开启，另外DMA完成后会自动禁能DMA传输，所以也不需要在确定传输完成后软件操作关闭DMA。
对于I2C，这里先配置I2C的地址赋值，接下来的实际传输交给DMA链式。
1）对于DMA链式，存储的是相关变量地址，所以可以在传输之前，可以如果需要改变I2C的相关寄存器，在DMA开启传输之前可以通过改变相关变量。这里可以弄个结构体存储相关变量。
为了方便I2C管理，也定义了个DMA存储I2C基地址，DMA基地址和通道，以及DMA描述符。
如此一来就封装了三个接口。
a 生成DMA描述符接口
b 配置DMA接口
c 开启DMA传输
支持I2C的读取和写入。其中a和b只需要初始化一次，c可以在应用中调用。
四、来个例子
1、初始化I2C，dmamux I2C DMA，可参考drivers/i2c例子。
2、配置一些所需的变量
注意：实际测试需要一个板子做从机，从机代码可以使用samples/drivers/i2c/dma/slave。也可自行在应用中使用相关API。
每次开启传输前，需要清楚I2C的CMPL位确保本次传输。
效果：
收发在i2c 100khz频率中，传输需要23ms，但此过程不需要占用cpu。
五、总结
1、先楫MCU的链式DMA的使用，可解放CPU大量工作，专心参与其他重要任务，对于一些繁琐的外设任务可交给DMA链式自行运行。
2、配合DMA链式，I2C主机可做到cpu 0负载，自行完成低速传输工作。