第7章 DMA控制器
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DMA工作原理一、引言直接内存访问(Direct Memory Access,DMA)是一种计算机系统中常用的数据传输技术。
它允许外部设备直接与系统内存进行数据传输,而不需要经过中央处理器(CPU)的干预。
本文将详细介绍DMA的工作原理和相关概念。
二、DMA的定义和作用DMA是一种实现高速数据传输的技术。
在传统的计算机系统中,外部设备需要通过CPU来完成数据的读取和写入操作,这不仅浪费了CPU的时间和资源,也限制了数据传输的速度。
而DMA技术的出现,可以实现外部设备与内存之间的直接数据传输,大大提高了数据传输的效率。
三、DMA的工作原理1. DMA控制器DMA的工作主要依靠DMA控制器来完成。
DMA控制器是一种特殊的硬件设备,它负责管理和控制数据传输的过程。
DMA控制器通常由寄存器、计数器和状态控制逻辑组成。
2. DMA传输过程DMA传输过程主要包括以下几个步骤:(1)初始化:CPU通过向DMA控制器的寄存器写入相关参数,如源地址、目的地址和数据长度等,来初始化DMA传输。
(2)请求DMA:外部设备向DMA控制器发送DMA请求信号,请求进行数据传输。
(3)DMA控制器响应:DMA控制器接收到外部设备的DMA请求后,检查系统的状态,如果满足传输条件,则开始进行数据传输。
(4)数据传输:DMA控制器根据初始化时设置的参数,从源地址读取数据,并将数据写入目的地址。
在数据传输过程中,DMA控制器会自动更新计数器的值,并监测传输状态。
(5)传输完成:当数据传输完成后,DMA控制器会发送传输完成的信号给外部设备,并通知CPU。
3. DMA传输模式DMA传输模式包括单次传输和循环传输两种:(1)单次传输:在单次传输模式下,DMA控制器只进行一次数据传输,传输完成后停止工作。
(2)循环传输:在循环传输模式下,DMA控制器会不断循环进行数据传输,直到外部设备发送终止信号或者CPU发出停止传输的命令。
四、DMA的优势和应用1. 优势(1)提高数据传输速度:DMA技术可以实现外设与内存之间的直接数据传输,避免了CPU的干预,大大提高了数据传输的速度。
10DMA控制器(DMA)小容量产品是指闪存存储器容量在16K至32K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。
中容量产品是指闪存存储器容量在64K至128K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。
大容量产品是指闪存存储器容量在256K至512K字节之间的STM32F101xx和STM32F103xx 微控制器。
互联型产品是指STM32F105xx和STM32F107xx微控制器。
除非特别说明,本章描述的模块适用于整个STM32F10xxx微控制器系列。
10.1DMA简介直接存储器存取(DMA)用来提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。
无须CPU干预,数据可以通过DMA快速地移动,这就节省了CPU的资源来做其他操作。
两个DMA控制器有12个通道(DMA1有7个通道,DMA2有5个通道),每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的请求。
还有一个仲裁器来协调各个DMA请求的优先权。
10.2DMA主要特性●12个独立的可配置的通道(请求):DMA1有7个通道,DMA2有5个通道●每个通道都直接连接专用的硬件DMA请求,每个通道都同样支持软件触发。
这些功能通过软件来配置。
●在同一个DMA模块上,多个请求间的优先权可以通过软件编程设置(共有四级:很高、高、中等和低),优先权设置相等时由硬件决定(请求0优先于请求1,依此类推)。
●独立数据源和目标数据区的传输宽度(字节、半字、全字),模拟打包和拆包的过程。
源和目标地址必须按数据传输宽度对齐。
●支持循环的缓冲器管理●每个通道都有3个事件标志(DMA半传输、DMA传输完成和DMA传输出错),这3个事件标志逻辑或成为一个单独的中断请求。
●存储器和存储器间的传输●外设和存储器、存储器和外设之间的传输●闪存、SRAM、外设的SRAM、APB1、APB2和AHB外设均可作为访问的源和目标。