DMA基本工作原理总结概述（一） |
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DMA基本工作原理总结概述（一）
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一. DMA的工作原理：
DMA是一种内存访问技术； 可以独立于CPU, 直接读、写系统存储器、外设等 FIFO模式下，可以将要传输的多个数据（或字节）累计存储在FIFO缓冲器中，然后在FIFO缓冲器中设置存储阈值，当到达阈值时，FIFO会自动把所有存储的数据一次性的发送到目标地址； 直接模式下，DMA直接进行数据从源地址到目的地址的传输，对于外设的传输，因为外设内部一般也有FIFO，所以传输的数据可以被直接存储在外设的FIFO中。 2. 传输模式：单次传输与突发传输单次传输模式下，一次操作（软件）只能传输一次（一次可以理解为一个节拍，如一个字节） 突发传输模式下，一次操作可以传输多次，如4次，8次，16次 三. 寻址模式：a. 增量寻址：发送完数据后，继续发送下一个地址的数据，配合突出传输模式 b. 非增量寻址：发送完数据后，如果想要继续发送数据，需要更具软件配置的发送下一个数据的地址，再进行数据的传输。 四. DMA的双面性特点：对于CPU，DMA是外设 对于外设，DMA是控制器 五. 使用DMA的原因：a. 把比较固定的任务让DMA来做，可以减轻CPU负担，提高系统的效率 b. DMA具有一般CPU没有的高效操作，提高系统的吞吐率 六. 基于ARM Cortex M3的SOC DMA系统架构系统有两个DMA； 每个DMA有两个端口，作为Master，对外设，Mem控制。同时作为Slave，CPU可以通过BUS对DMA控制, 其中一个DMA 2，有两个端口均连接至BUS MATRIX上，DMA1 仅有一个端口连接至BUS MATRIX； 对于两个DMA，均可以连接至AHB-APB Bridge DMA0,端口并没有连接至AHB/APB上，而且由BUS Matrix 连接至存储器中，并且有一路端口专用于AHB-APB 2上。 七. 思考的问题a. DMA与CPU如何竞争总线？ i. 两路DMA, CPU军师总线矩阵的master， ii. DMA与CPU同时访问一个slave时，BUS Matrix会仲裁器对请求进行仲裁，决定优先级访问顺序。 iii. DMA与CPU同时访问不同slave时，可以同时工作b. 为什么使用2个DMA，分别起什么作用？ i. 对于一个DMA来说，通道数是有限的； ii. 两路DMA,可以连接更多的外设DMA请求源 iii. 两路DMA，在内存，外设的访问空间上做了一定的区分，可以同时工作，提高了系统效率（分别服务不同的外设）c. 同样是DMA,DMA1与DMA2的应用的区别？ i. DMA2的master端口可以访问总线矩阵中所有的slave（存储器、AHB1、AHB2、APB1、APB2） ii. DMA1的端口1只连接了存储器属性的slave，端口2直接连接了APB1上 iii. DMA2可以实现存储器、AHB1、AHB2、APB1、APB2之间数据的相互传输 iv. DMA1只能实现存储器、APB1之间的相互传输（不经过总线的仲裁，大大提高了访问速度、减轻总线矩阵的负担）d. DMA1为什么只有一个master连接至BUS矩阵中？ i. 同一个DMA会有多个master接口，master的功能不同，所映射的地址范围不同 ii. master接口绕开总线矩阵的仲裁，而直接连接到外设的AHB2APB桥，加快对外设的访问速度 iii. 减少连接到总线矩阵的master接口数量，降低矩阵的复杂度，有利于提高系统效率 八. 一般结构： a. DMA请求i. 如果外设想要通过DMA出书数据，必须先向DMA控制器发送DMA请求，DMA收到请求后，由控制器给CPU请求信号，要求占用总线，收到占用总线的授权后，DMA向外设发送应答信号，当外设应答后，DMA收到应答信号后，就会启动DMA传输，指导传输完毕。 ii. DMA有DMA1和DMA2两个控制器，DMA1有两个控制器，DMA1有7个通道，DMA2有5个通道 iii. 不同DMA控制器的通道有不同的外设请求 b. 通道i. DMA可以有多个通道，例如在上面的架构中，总共有7+5 = 12个通道。 ii. 每个通道对应不同外设的DMA请求，虽然每个通道可以接收多个外设请求，但是同一时间只能接收一个，不能同时接收多个请求 c. 仲裁器i. 当有多个DMA请求时，则需要仲裁器进行优先级管理。 ii. 仲裁器管理DMA请求分为2个阶段： 1) 第一个阶段由软件完成：可以在寄存器中设计优先级的等级(根据硬件的设计) 2) 第二个阶段由硬件完成：如果两个以上的DMA通道的请求设置的优先级一样，则优先级取决于通道编号 iii. 仲裁器优先级 1) 固定优先级顺序：优先级在架构中就已经确定好了，或者，由软件配置 2) 轮转算法优先级：优先级不断轮转 3) 随机算法优先级：使用随机数 九. DMA数据配置——传输方向a. 从外设到存储器 b. 存储器到外设 c.存储器到存储器 |
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