什么是DMA

DMA，Direct Memory Access，直接內存訪問，是一種不經過CPU而直接從內存存取數據的數據交換模式。在DMA模式下，CPU只需要向DMA控制器下達指令，傳輸數據由DMA來完成，數據傳送完再把信息反饋給CPU，這樣能夠減少CPU的資源占有率。DMA由硬件實現，從共用系統數據總線的角度看，DMA和CPU是競爭對手的關系，當完成一批數據的傳輸工作之后，快速設備可以向CPU發出中斷請求，報告本次傳輸結束的同時，請示下一步的操作要求。

應用場合
DMA應用于快速設備和主存儲器成批交換數據的場合，DMA應用在數據交換，既能夠保證數據傳輸的準確性，即不丟失快速設備提供出來的數據，也能夠進一步減少快速設備讀寫操作對CPU的干擾。


DMA中斷和普通中斷的區別
兩者最大的不同表現為對CPU的干擾程度不同：DMA 傳送方式的優先級高于程序中斷，兩者的區別主要表現在對CPU的干擾程度不同。中斷請求不但使CPU停下來，而且要CPU執行中斷服務程序為中斷請求服務，這個請求包括了對斷點和現場的處理以及CPU與外設的傳送，所以CPU付出了很多的代價；DMA請求僅僅使CPU暫停一下，不需要對斷點和現場的處理，并且是由DMA控制外設與主存之間的數據傳送，無需CPU的干預，DMA只是借用了一點CPU的時間而已。還有一個區別就是，CPU對這兩個請求的響應時間不同，對中斷請求一般都在執行完一條指令的時鐘周期末尾響應，而對DMA的請求，由于考慮它的高效性，CPU在每條指令執行的各個階段之中都可以讓給DMA使用，是立即響應。　DMA主要由硬件來實現，此時高速外設和內存之間進行數據交換不通過CPU的控制，而是利用系統總線。DMA方式是I/O系統與主機交換數據的主要方式之一，另外還有程序查詢方式和中斷方式。


DMA特性
● 12個 獨立的可配置的通道(請求)DMA1 有7個通道， DMA2有5個通道
● 每個通道都直接連接專用的硬件DMA請求，每個通道都同樣支持軟件觸發。這些功能通過軟件來配置。
● 在七個請求間的優先權可以通過軟件編程設置(共有四級：很高、高、中等和低)，假如在相等優先權時由硬件決定(請求0優先于請求1 ，依此類推) 。
● 獨立的源和目標數據區的傳輸寬度(字節、半字、全字)，模擬打包和拆包的過程。源和目標地址必須按數據傳輸寬度對齊。
● 支持循環的緩沖器管理
● 每個通道都有3個事件標志(DMA 半傳輸， DMA傳輸完成和DMA傳輸出錯)，這3個事件標志邏輯或成為一個單獨的中斷請求。
● 存儲器和存儲器間的傳輸
● 外設和存儲器，存儲器和外設的傳輸
● 閃存、 SRAM、外設的SRAM、 APB1 APB2和AHB外設均可作為訪問的源和目標。
● 可編程的數據傳輸數目：最大為65536

DMA配置過程
（1）外設寄存器地址；DMA_CPARx（x=1-7），DMA1和DMA2共享用7個，DMA2沒有6和7
（2）存儲器地址；DMA_CMARx（x=1-7），DMA1和DMA2共享用7個99，DMA2沒有6和7
（3）傳輸量，DMA_CNDTRx，只用bit0-15，0-65535，只在DMA_CCRx的EN為0時，可寫，減為0時，不會發生任何數據傳輸，除非使用循環模式；傳輸數據寬度，傳輸方向，DMA_CCRx
（4）循環/正常模式，地址增量模式（包括外設和存儲器的地址）,DMA_CCRx
（5）通道優先級，DMA_CCRx
（6）中斷請求標志，DMA_ISR和DMA_IFCR

DMA的工作過程及循環模式、存儲器到存儲器模式
配置DMA完后，并且使能了DMA，當發生外設數據傳輸請求時，如果傳輸量不為0，在DMA的控制下，數據以指定的方向，以傳輸數據寬度，從源地址傳輸到目標地址，一次傳輸完成，傳輸量減1，此時如果開啟了地址增量模式，那么下一個源地址、目標地址將會是前一個地址加上增量值，增量值取決于所選的數據寬度（8位+1，16位+2，32位+4），當源地址設定的數據寬度小于目標地址的數據寬度，那么源數據全部寫入目標地址后，目標地址剩下的位置將寫0，當大于時，目標地址將全被寫滿，源數據未寫部分將被舍棄。如果開啟了循環模式，數據傳輸量變為0時，將會自動恢復成配置通道時設置的初值，DMA操作繼續執行。
如果開啟了中斷（傳輸錯誤中斷、傳輸完成中斷、半傳輸中斷），將會產生相應的中斷事件。三種不同中斷共用一個中斷函數，但可以通過中斷標志區分。
當設置了DMA_CCRx的MEM2MEM位，在軟件設置了DMA_CCRx的EN位啟動DMA傳輸，DMA傳輸立即開始，當傳輸量減為0，傳輸結束。注意存儲器到存儲器模式不能和循環模式共同使用。


DMA的DMA_ISR和DMA_IFCR的區別
DMA_ISR，存儲中斷標志位，由硬件置位，使用了前28位，共7個通道，每個通道使用4位，分別是GIFx（全局中斷）、TCIFx（傳輸完成）、HTIFx（半傳輸）、TEIFx；特別地，GIFx置1時，表示有中斷發生。
DMA_IFCR，中斷標志清除寄存器，由軟件置位，使用了前28位，共7個通道，每個通道使用4位，分別是CGIFx（全局中斷）、CTCIFx（傳輸完成）、CHTIFx（半傳輸）、CTEIFx；寫入0不起作用，寫入1清除DMA_ISR相應的標志位。

錯誤管理
讀寫一個保留的地址區域，將會產生DMA傳輸錯誤。當在DMA讀寫操作時發生DMA傳輸錯誤時，硬件會自動地清除發生錯誤的通道所對應的通道配置寄存器(DMA_CCRx)的EN位，該通道操作被停止。此時，在DMA_IFT寄存器中對應該通道的傳輸錯誤中斷標志位(TEIF)將被置位，如果在DMA_CCRx寄存器中設置了傳輸錯誤中斷允許位，則將產生中斷。

操作一個不支持字節或半字寫的AHB設備
當DMA模塊開始一個AHB的字節或半字寫操作時，數據將在HWDATA[31:0]總線中未使用的部分重復。因此，如果DMA以字節或半字寫入不支持字節或半字寫操作的AHB設備時(即HSIZE不適于該模塊)，不會發生錯誤， DMA將按照下面兩個例子寫入32位HWDATA數據：
● 當HSIZE=半字時，寫入半字’0xABCD’， DMA將設置HWDATA總線為’0xABCDABCD’。
● 當HSIZE=字節時，寫入字節’0xAB’， DMA將設置HWDATA總線為’0xABABABAB’。
假定AHB/APB橋是一個AHB的32位從設備，它不處理HSIZE參數，它將按照下述方式把任何AHB上的字節或半字按32位傳送到APB上：
● 一個AHB上對地址0x0(或0x1 、 0x2或0x3)的寫字節數據’0xB0’操作，將轉換到APB上對地址0x0的寫字據’0xB0B0B0B0’操作。
● 一個AHB上對地址0x0(或0x2)的寫半字數據’0xB1B0’操作，將轉換到APB上對地址0x0的寫字數據’0xB1B0B1B0’操作。
例如，如果要寫入APB后備寄存器(與32位地址對齊的16位寄存器)，需要配置存儲器數據源寬度(MSIZE)為’16位’，外設目標數據寬度(PSIZE)為’32位’。

注意：
（1）存儲器到存儲器模式下，可以使用任意DMA通道；

（2）開啟DMA數據傳輸模式，除了存儲器到存儲器的數據傳輸，其他外設的DMA傳輸，不僅要支持DMA，還要在使用的時候，自己開啟DMA功能，比如USART1的DMA開啟為，USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);
（3）外設的DMA，還要注意選擇的通道是否正確。





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總結

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