這些關(guān)于STM32 DMA的使用，你都知道嗎？

　　1.使用范圍：

　　DMA(直接存儲器存取)提供在外設與存儲器之間或者存儲器和存儲器之間的高速數據傳輸使用。注意這里的外設指的是32的外設，比如spi、usart、iic、adc等基于A(yíng)PB1 、APB2或AHB時(shí)鐘的外設，而這里的存儲器包括32自身的閃存(flash)或者內存(SRAM)以及外設的存儲設備都可以作為訪(fǎng)問(wèn)的源或者目的。注意外部存儲設備其自身在這就是外設了，配置時(shí)屬于外設，不要與配置寄存器的存儲設備混淆

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

　　通常采用以下三種方法：

　　(1)停止CPU訪(fǎng)內存;

　　(2)周期挪用;

　　(3)DMA與CPU交替訪(fǎng)問(wèn)內存。

　　停止CPU訪(fǎng)問(wèn)內存

　　當外圍設備要求傳送一批數據時(shí)，由DMA控制器發(fā)一個(gè)停止信號給CPU，要求CPU放棄對地址總線(xiàn)、數據總線(xiàn)和有關(guān)控制總線(xiàn)的使用權.DMA控制器獲得總線(xiàn)控制權以后，開(kāi)始進(jìn)行數據傳送.在一批數據傳送完畢后，DMA控制器通知CPU可以使用內存，并把總線(xiàn)控制權交還給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，它適用于數據傳輸率很高的設備進(jìn)行成組傳送。

　　缺點(diǎn): 在DMA控制器訪(fǎng)內階段，內存的效能沒(méi)有充分發(fā)揮，相當一部分內存工作周期是空閑的。這是因為，外圍設備傳送兩個(gè)數據之間的間隔一般總是大于內存存儲周期，即使高速I(mǎi)/O設備也是如此。例如，軟盤(pán)讀出一個(gè)8位二進(jìn)制數大約需要32us，而半導體內存的存儲周期小于0.5us，因此許多空閑的存儲周期不能被CPU利用。

　　周期挪用

　　當I/O設備沒(méi)有DMA請求時(shí)，CPU按程序要求訪(fǎng)問(wèn)內存;一旦I/O設備有DMA請求，則由I/O設備挪用一個(gè)或幾個(gè)內存周期。

　　這種傳送方式的時(shí)間圖如下圖(b)：

　　I/O設備要求DMA傳送時(shí)可能遇到兩種情況：

　　(1)此時(shí)CPU不需要訪(fǎng)內，如CPU正在執行乘法指令。由于乘法指令執行時(shí)間較長(cháng)，此時(shí)I/O訪(fǎng)內與CPU訪(fǎng)內沒(méi)有沖突，即I/O設備挪用一二個(gè)內存周期對CPU執行程序沒(méi)有任何影響。

　　(2)I/O設備要求訪(fǎng)內時(shí)CPU也要求訪(fǎng)內，這就產(chǎn)生了訪(fǎng)內沖突，在這種情況下I/O設備訪(fǎng)內優(yōu)先，因為I/O訪(fǎng)內有時(shí)間要求，前一個(gè)I/O數據必須在下一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)請求到來(lái)之前存取完畢。顯然，在這種情況下I/O 設備挪用一二個(gè)內存周期，意味著(zhù)CPU延緩了對指令的執行，或者更明確地說(shuō)，在CPU執行訪(fǎng)內指令的過(guò)程中插入DMA請求，挪用了一二個(gè)內存周期。與停止CPU訪(fǎng)內的DMA方法比較，周期挪用的方法既實(shí)現了I/O傳送，又較好地發(fā)揮了內存和CPU的效率，是一種廣泛采用的方法。但是I/O設備每一次周期挪用都有申請總線(xiàn)控制權、建立線(xiàn)控制權和歸還總線(xiàn)控制權的過(guò)程，所以傳送一個(gè)字對內存來(lái)說(shuō)要占用一個(gè)周期，但對DMA控制器來(lái)說(shuō)一般要2—5個(gè)內存周期(視邏輯線(xiàn)路的延遲而定)。因此，周期挪用的方法適用于I/O設備讀寫(xiě)周期大于內存存儲周期的情況。

　　DMA與CPU交替訪(fǎng)問(wèn)內存

　　如果CPU的工作周期比內存存取周期長(cháng)很多，此時(shí)采用交替訪(fǎng)內的方法可以使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(fǎng)內的詳細時(shí)間圖.假設CPU工作周期為1.2us，內存存取周期小于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(zhuān)供DMA控制器訪(fǎng)內，C2專(zhuān)供CPU訪(fǎng)內。

　　這種方式不需要總線(xiàn)使用權的申請、建立和歸還過(guò)程，總線(xiàn)使用權是通過(guò)C1和C2分時(shí)制的。CPU和DMA控制器各自有自己的訪(fǎng)內地址寄存器、數據寄存器和讀/寫(xiě)信號等控制寄存器。在C1周期中，如果DMA控制器有訪(fǎng)內請求，可將地址、數據等信號送到總線(xiàn)上。在C2周期中，如CPU有訪(fǎng)內請求，同樣傳送地址、數據等信號。事實(shí)上，對于總線(xiàn)，這是用C1，C2控制的一個(gè)多路轉換器，這種總線(xiàn)控制權的轉移幾乎不需要什么時(shí)間，所以對DMA傳送來(lái)講效率是很高的。這種傳送方式又稱(chēng)為“透明的DMA”方式，其來(lái)由是這種DMA傳送對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行，也不進(jìn)入等待狀態(tài)，是一種高效率的工作方式。當然，相應的硬件邏輯也就更加復雜.

　　的DMA控制器和Cortex?-M3核心共享系統數據總線(xiàn)，執行直接存儲器數據傳輸。當CPU和DMA同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)相同的目標(RAM或外設)時(shí)， DMA請求會(huì )暫停CPU訪(fǎng)問(wèn)系統總線(xiàn)達若干個(gè)周期，總線(xiàn)仲裁器執行循環(huán)調度，以保證CPU至少可以得到一半的系統總線(xiàn)(存儲器或外設)帶寬。

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

　　當通道配置為非循環(huán)模式時(shí)，傳輸結束后(即傳輸計數變?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(xiě)入傳輸數目。

　　即關(guān)DMA->寫(xiě)傳輸數目->開(kāi)DMA

　　4.借用系統提供的庫函數或者說(shuō)DMA_CNDTRx寄存器可以查詢(xún)我們傳輸的剩余數據，可用在記錄當前接收數據百分比的顯示。

　　5.存儲器到存儲器模式

　　DMA通道的操作可以在沒(méi)有外設請求的情況下進(jìn)行，這種操作就是存儲器到存儲器模式。(我們以串口為例，這種外設查看串口使能DMA時(shí)序可知其會(huì )自動(dòng)向CPU提DMA請求，而對于比如外設也是存儲設備那么他自身不具有自動(dòng)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(這里指的是比如串口 spi TIM等32自帶的外設)都是以硬件自動(dòng)觸發(fā)的DMA請求，而非自身外設比如加的外部存儲設備無(wú)硬件自動(dòng)觸發(fā)機制就需要通過(guò)設置M2M位實(shí)現軟件觸發(fā)DMA請求給CPU了當設置了DMA_CCRx寄存器中的MEM2MEM位之后，在軟件設置了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DMA_CNDTRx寄存器變?yōu)?時(shí)， DMA傳輸結束。存儲器到存儲器模式不能與循環(huán)模式同時(shí)使用。