關(guān)于STM32 DMA的使用

1.DMA的使用范圍：

DMA（直接存儲器存?。┨峁┰谕庠O(shè)與存儲器之間或者存儲器和存儲器之間的高速數(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時鐘的外設(shè)，而這里的存儲器包括32自身的閃存（flash）或者內(nèi)存（SRAM）以及外設(shè)的存儲設(shè)備都可以作為訪問的源或者目的、

注意外部存儲設(shè)備其自身在這就是外設(shè)了，配置時屬于外設(shè)，不要與配置寄存器的存儲設(shè)備混淆

2.以目前嵌入式為例，DMA和CPU兩者怎么實現(xiàn)分時使用內(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交替訪問內(nèi)存．

停止CPU訪問內(nèi)存

當(dāng)外圍設(shè)備要求傳送一批數(shù)據(jù)時，由DMA控制器發(fā)一個停止信號給CPU，要求CPU放棄對地址總線、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，開始進行數(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間圖．很顯然，在這種DMA傳送過程中，CPU基本處于不工作狀態(tài)或者說保持狀態(tài)．

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

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

當(dāng)I/O設(shè)備沒有DMA請求時，CPU按程序要求訪問內(nèi)存；一旦I/O設(shè)備有DMA請求，則由I/O設(shè)備挪用一個或幾個內(nèi)存周期。

這種傳送方式的時間圖如下圖(b)：

I/O設(shè)備要求DMA傳送時可能遇到兩種情況：

(1)此時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)行時間較長，此時I/O訪內(nèi)與CPU訪內(nèi)沒有沖突，即I/O設(shè)備挪用一二個內(nèi)存周期對CPU執(zhí)行程序沒有任何影響。

(2)I/O設(shè)備要求訪內(nèi)時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，因為I/O訪內(nèi)有時間要求，前一個I/O數(shù)據(jù)必須在下一個訪問請求到來之前存取完畢。顯然，在這種情況下I/O 設(shè)備挪用一二個內(nèi)存周期，意味著CPU延緩了對指令的執(zhí)行，或者更明確地說，在CPU執(zhí)行訪內(nèi)指令的過程中插入DMA請求，挪用了一二個內(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總線控制權(quán)、建立線控制權(quán)和歸還總線控制權(quán)的過程，所以傳送一個字對內(nèi)存來說要占用一個周期，但對DMA控制器來說一般要2—5個內(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)存存儲周期的情況。

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

這種傳送方式的時間圖如下

此圖是DMA與CPU交替訪內(nèi)的詳細時間圖．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CPU周期可分為C1和C2兩個分周期，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、建立和歸還過程，總線使用權(quán)是通過C1和C2分時制的。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/寫信號等控制寄存器。在C1周期中，如果DMA控制器有訪內(nèi)請求，可將地址、數(shù)據(jù)等信號送到總線上。在C2周期中，如CPU有訪內(nèi)請求，同樣傳送地址、數(shù)據(jù)等信號。事實上，對于總線，這是用C1，C2控制的一個多路轉(zhuǎn)換器，這種總線控制權(quán)的轉(zhuǎn)移幾乎不需要什么時間，所以對DMA傳送來講效率是很高的。這種傳送方式又稱為“透明的DMA”方式，其來由是這種DMA傳送對CPU來說，如同透明的玻璃一般，沒有任何感覺或影響。在透明的DMA方式下工作，CPU既不停止主程序的運行，也不進入等待狀態(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.

STM32的DMA控制器和Cortex?-M3核心共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線，執(zhí)行直接存儲器數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)CPU和DMA同時訪問相同的目標(biāo)(RAM或外設(shè))時，DMA請求會暫停CPU訪問系統(tǒng)總線達若干個周期，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(存儲器或外設(shè))帶寬。

也就是說對32而言，DMA即使和CPU使用同樣的內(nèi)存空間，32也會保證cpu至少會占用一半以上運行時間。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，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啟傳輸：

當(dāng)通道配置為非循環(huán)模式時，傳輸結(jié)束后(即傳輸計數(shù)變?yōu)?)將不再產(chǎn)生DMA操作。要開始新的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DMA

4.借用系統(tǒng)提供的庫函數(shù)或者說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

參http://baike.baidu.com/link?url=X1CbH_9NAAgEM0XFUskR7Cmj-AM2sBF-SVOxy3HrV74114l0EL9k9FkIRox5HHtvyICt3x-Rdk4PZ-HljvF-JK

5.存儲器到存儲器模式
DMA通道的操作可以在沒有外設(shè)請求的情況下進行，這種操作就是存儲器到存儲器模式。(我們以串口為例，這種外設(shè)查看串口使能DMA時序可知其會自動向CPU提DMA請求，而對于比如外設(shè)也是存儲設(shè)備那么他自身不具有自動提DMA申請功能，這種就屬于存儲器到存儲器模式，這是m2m位需置1)

以上圖DMA1請求映像為例，可知外設(shè)（這里指的是比如串口 spi TIM等32自帶的外設(shè)）都是以硬件自動觸發(fā)的DMA請求，而非自身外設(shè)比如加的外部存儲設(shè)備無硬件自動觸發(fā)機制就需要通過設(shè)置M2M位實現(xiàn)軟件觸發(fā)DMA請求給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DMA通道時，DMA傳輸將馬上開始。當(dāng)DMA_CNDTRx寄存器變?yōu)?時，DMA傳輸結(jié)
束。存儲器到存儲器模式不能與循環(huán)模式同時使用。