這些關(guān)于STM32 DMA的使用，你都知道嗎？

　　1.使用范圍：

　　DMA(直接存儲(chǔ)器存取)提供在外設(shè)與存儲(chǔ)器之間或者存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器之間的高速數(shù)據(jù)傳輸使用。注意這里的外設(shè)指的是32的外設(shè)，比如spi、usart、iic、adc等基于APB1 、APB2或AHB時(shí)鐘的外設(shè)，而這里的存儲(chǔ)器包括32自身的閃存(flash)或者內(nèi)存(SRAM)以及外設(shè)的存儲(chǔ)設(shè)備都可以作為訪問(wèn)的源或者目的。注意外部存儲(chǔ)設(shè)備其自身在這就是外設(shè)了，配置時(shí)屬于外設(shè)，不要與配置寄存器的存儲(chǔ)設(shè)備混淆

　　2.以目前嵌入式為例，DMA和CPU兩者怎么實(shí)現(xiàn)分時(shí)使用內(nèi)存：

　　通常采用以下三種方法：

　　(1)停止CPU訪內(nèi)存;

　　(2)周期挪用;

　　(3)DMA與CPU交替訪問(wèn)內(nèi)存。

　　停止CPU訪問(wèn)內(nèi)存

　　當(dāng)外圍設(shè)備要求傳送一批數(shù)據(jù)時(shí)，由DMA控制器發(fā)一個(gè)停止信號(hào)給CPU，要求CPU放棄對(duì)地址總線、數(shù)據(jù)總線和有關(guān)控制總線的使用權(quán).DMA控制器獲得總線控制權(quán)以后，開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送.在一批數(shù)據(jù)傳送完畢后，DMA控制器通知CPU可以使用內(nèi)存，并把總線控制權(quán)交還給CPU.圖(a)是這種傳送方式的時(shí)間圖.很顯然，在這種DMA傳送過(guò)程中，CPU基本處于不工作狀態(tài)或者說(shuō)保持狀態(tài)。

　　優(yōu)點(diǎn): 控制簡(jiǎn)單，它適用于數(shù)據(jù)傳輸率很高的設(shè)備進(jìn)行成組傳送。

　　缺點(diǎn): 在DMA控制器訪內(nèi)階段，內(nèi)存的效能沒(méi)有充分發(fā)揮，相當(dāng)一部分內(nèi)存工作周期是空閑的。這是因?yàn)椋鈬O(shè)備傳送兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的間隔一般總是大于內(nèi)存存儲(chǔ)周期，即使高速I/O設(shè)備也是如此。例如，軟盤讀出一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)大約需要32us，而半導(dǎo)體內(nèi)存的存儲(chǔ)周期小于0.5us，因此許多空閑的存儲(chǔ)周期不能被CPU利用。

　　周期挪用

　　當(dāng)I/O設(shè)備沒(méi)有DMA請(qǐng)求時(shí)，CPU按程序要求訪問(wèn)內(nèi)存;一旦I/O設(shè)備有DMA請(qǐng)求，則由I/O設(shè)備挪用一個(gè)或幾個(gè)內(nèi)存周期。

　　這種傳送方式的時(shí)間圖如下圖(b)：

　　I/O設(shè)備要求DMA傳送時(shí)可能遇到兩種情況：

　　(1)此時(shí)CPU不需要訪內(nèi)，如CPU正在執(zhí)行乘法指令。由于乘法指令執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)I/O訪內(nèi)與CPU訪內(nèi)沒(méi)有沖突，即I/O設(shè)備挪用一二個(gè)內(nèi)存周期對(duì)CPU執(zhí)行程序沒(méi)有任何影響。

　　(2)I/O設(shè)備要求訪內(nèi)時(shí)CPU也要求訪內(nèi)，這就產(chǎn)生了訪內(nèi)沖突，在這種情況下I/O設(shè)備訪內(nèi)優(yōu)先，因?yàn)镮/O訪內(nèi)有時(shí)間要求，前一個(gè)I/O數(shù)據(jù)必須在下一個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求到來(lái)之前存取完畢。顯然，在這種情況下I/O 設(shè)備挪用一二個(gè)內(nèi)存周期，意味著CPU延緩了對(duì)指令的執(zhí)行，或者更明確地說(shuō)，在CPU執(zhí)行訪內(nèi)指令的過(guò)程中插入DMA請(qǐng)求，挪用了一二個(gè)內(nèi)存周期。與停止CPU訪內(nèi)的DMA方法比較，周期挪用的方法既實(shí)現(xiàn)了I/O傳送，又較好地發(fā)揮了內(nèi)存和CPU的效率，是一種廣泛采用的方法。但是I/O設(shè)備每一次周期挪用都有申請(qǐng)總線控制權(quán)、建立線控制權(quán)和歸還總線控制權(quán)的過(guò)程，所以傳送一個(gè)字對(duì)內(nèi)存來(lái)說(shuō)要占用一個(gè)周期，但對(duì)DMA控制器來(lái)說(shuō)一般要2—5個(gè)內(nèi)存周期(視邏輯線路的延遲而定)。因此，周期挪用的方法適用于I/O設(shè)備讀寫周期大于內(nèi)存存儲(chǔ)周期的情況。

　　DMA與CPU交替訪問(wèn)內(nèi)存

　　如果CPU的工作周期比內(nèi)存存取周期長(zhǎng)很多，此時(shí)采用交替訪內(nèi)的方法可以使DMA傳送和CPU同時(shí)發(fā)揮最高的效率。

　　這種傳送方式的時(shí)間圖如下

　　此圖是DMA與CPU交替訪內(nèi)的詳細(xì)時(shí)間圖.假設(shè)CPU工作周期為1.2us，內(nèi)存存取周期小于0.6us，那么一個(gè)CPU周期可分為C1和C2兩個(gè)分周期，其中C1專供DMA控制器訪內(nèi)，C2專供CPU訪內(nèi)。

　　這種方式不需要總線使用權(quán)的申請(qǐng)、建立和歸還過(guò)程，總線使用權(quán)是通過(guò)C1和C2分時(shí)制的。CPU和DMA控制器各自有自己的訪內(nèi)地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和讀/寫信號(hào)等控制寄存器。在C1周期中，如果DMA控制器有訪內(nèi)請(qǐng)求，可將地址、數(shù)據(jù)等信號(hào)送到總線上。在C2周期中，如CPU有訪內(nèi)請(qǐng)求，同樣傳送地址、數(shù)據(jù)等信號(hào)。事實(shí)上，對(duì)于總線，這是用C1，C2控制的一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器，這種總線控制權(quán)的轉(zhuǎn)移幾乎不需要什么時(shí)間，所以對(duì)DMA傳送來(lái)講效率是很高的。這種傳送方式又稱為“透明的DMA”方式，其來(lái)由是這種DMA傳送對(duì)CPU來(lái)說(shuō)，如同透明的玻璃一般，沒(méi)有任何感覺(jué)或影響。在透明的DMA方式下工作，CPU既不停止主程序的運(yùn)行，也不進(jìn)入等待狀態(tài)，是一種高效率的工作方式。當(dāng)然，相應(yīng)的硬件邏輯也就更加復(fù)雜.

　　的DMA控制器和Cortex?-M3核心共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線，執(zhí)行直接存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)CPU和DMA同時(shí)訪問(wèn)相同的目標(biāo)(RAM或外設(shè))時(shí)， DMA請(qǐng)求會(huì)暫停CPU訪問(wèn)系統(tǒng)總線達(dá)若干個(gè)周期，總線仲裁器執(zhí)行循環(huán)調(diào)度，以保證CPU至少可以得到一半的系統(tǒng)總線(存儲(chǔ)器或外設(shè))帶寬。

　　也就是說(shuō)對(duì)32而言，DMA即使和CPU使用同樣的內(nèi)存空間，32也會(huì)保證cpu至少會(huì)占用一半以上運(yùn)行時(shí)間。也就是宏觀上兩者仍是同步的。而當(dāng)DMA和CPU使用不同空間時(shí)，兩者宏觀上也是同步的

　　3.STM32使用DMA非循環(huán)方式傳輸完成后重新開(kāi)啟傳輸：

　　當(dāng)通道配置為非循環(huán)模式時(shí)，傳輸結(jié)束后(即傳輸計(jì)數(shù)變?yōu)?)將不再產(chǎn)生DMA操作。要開(kāi)始新的DMA傳輸，需要在關(guān)閉DMA通道的情況下，在DMA_CNDTRx寄存器中重新寫入傳輸數(shù)目。

　　即關(guān)DMA->寫傳輸數(shù)目->開(kāi)DMA

　　4.借用系統(tǒng)提供的庫(kù)函數(shù)或者說(shuō)DMA_CNDTRx寄存器可以查詢我們傳輸?shù)氖Ｓ鄶?shù)據(jù)，可用在記錄當(dāng)前接收數(shù)據(jù)百分比的顯示。

　　5.存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器模式

　　DMA通道的操作可以在沒(méi)有外設(shè)請(qǐng)求的情況下進(jìn)行，這種操作就是存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器模式。(我們以串口為例，這種外設(shè)查看串口使能DMA時(shí)序可知其會(huì)自動(dòng)向CPU提DMA請(qǐng)求，而對(duì)于比如外設(shè)也是存儲(chǔ)設(shè)備那么他自身不具有自動(dòng)提DMA申請(qǐng)功能，這種就屬于存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器模式，這是m2m位需置1)

　　以上圖DMA1請(qǐng)求映像為例，可知外設(shè)(這里指的是比如串口 spi TIM等32自帶的外設(shè))都是以硬件自動(dòng)觸發(fā)的DMA請(qǐng)求，而非自身外設(shè)比如加的外部存儲(chǔ)設(shè)備無(wú)硬件自動(dòng)觸發(fā)機(jī)制就需要通過(guò)設(shè)置M2M位實(shí)現(xiàn)軟件觸發(fā)DMA請(qǐng)求給CPU了當(dāng)設(shè)置了DMA_CCRx寄存器中的MEM2MEM位之后，在軟件設(shè)置了DMA_CCRx寄存器中的EN位啟動(dòng)DMA通道時(shí)， DMA傳輸將馬上開(kāi)始。當(dāng)DMA_CNDTRx寄存器變?yōu)?時(shí)， DMA傳輸結(jié)束。存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器模式不能與循環(huán)模式同時(shí)使用。