DMA是什么意思啊 DMA的使用思路

DMA(Direct Memory Access, 直接存儲(chǔ)區(qū)訪問(wèn)) 為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速在外設(shè)寄存器與存儲(chǔ)器之間或者存 儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間傳輸提供了高效的方法。

之所以稱(chēng)之為高效，是因?yàn)?DMA 傳輸實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù) 移動(dòng)過(guò)程無(wú)需任何 CPU 操作控制。

從硬件層次上來(lái)說(shuō)，DMA 控制器是獨(dú)立于 Cortex-M4 內(nèi)核的， 有點(diǎn)類(lèi)似 GPIO、USART 外設(shè)一般，只是 DMA 的功能是可以快速移動(dòng)內(nèi)存數(shù)據(jù)。

DMA的通俗介紹

DMA（Direct Memory Access）直接存儲(chǔ)通道，這是現(xiàn)在的MCU里基本都會(huì)標(biāo)配的外設(shè)，但是很多工程師其實(shí)對(duì)它還是有些許陌生，因?yàn)檫@個(gè)東西就算不使用，也不影響外設(shè)的開(kāi)發(fā)和使用?？墒且坏?duì)DMA的使用很熟練，那絲毫不亞于C語(yǔ)言熟練使用指針，能極大的提升外設(shè)的使用效率。

那這是一個(gè)什么玩意呢？簡(jiǎn)單的舉個(gè)例子，應(yīng)用層代碼相當(dāng)于商家，CPU相當(dāng)于中間商，外設(shè)相當(dāng)于批發(fā)商，在沒(méi)有DMA時(shí)，如果應(yīng)用代碼想要獲取外設(shè)信息（ADC采樣/UART數(shù)據(jù)/SPI接收數(shù)據(jù)等），那么需要通知一下中間商CPU想進(jìn)點(diǎn)貨，然后CPU再去找外設(shè)批發(fā)商要求發(fā)貨。

批發(fā)商發(fā)貨給中間商PCU，然后再由CPU給到應(yīng)用層。不難看出這樣的交互過(guò)程，中間商CPU忙的夠嗆，要和商家和批發(fā)商兩頭溝通，還要管下單（外設(shè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求）和物流（外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸）

隨著技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)在的MCU都有比較快的運(yùn)行速度，所以在沒(méi)有極致速度要求時(shí)，CPU也忙的過(guò)來(lái)，大家也相安無(wú)事。

可是試想一下，一旦碰上雙十一和春節(jié)搶車(chē)票這種的場(chǎng)景，這樣低效率的方式則會(huì)嚴(yán)重耽誤事，所以DMA則是一個(gè)提供了繞過(guò)中間商，商家直達(dá)批發(fā)商，達(dá)到廠家直銷(xiāo)的效果。省去了中間大量的溝通成本，實(shí)現(xiàn)雙贏。

DMA的使用思路

DMA的使用也沒(méi)有那么邪乎，很符合大家常規(guī)的一個(gè)思考。基本可以濃縮為當(dāng)發(fā)生一個(gè)啥事的時(shí)候，需要某個(gè)人A給另一個(gè)人B捎個(gè)口信，讓B知道是啥信息。套用個(gè)場(chǎng)景就是狗蛋來(lái)到旺財(cái)家門(mén)口讓旺財(cái)媽知會(huì)一下，想和旺財(cái)一起出門(mén)玩（事件發(fā)生：狗蛋來(lái)找旺財(cái)玩），旺財(cái)媽媽朝屋里大喊一聲：“旺財(cái)狗蛋喊你出門(mén)玩嘞！”（信息直接傳遞），然后旺財(cái)就知道了狗蛋來(lái)找他玩這件事。DMA的數(shù)據(jù)傳輸長(zhǎng)度類(lèi)似就是旺財(cái)媽那句話的斷句，她可以一口氣直接喊：“旺財(cái)狗蛋喊你出門(mén)玩嘞“，也可以喊：“旺財(cái)！狗蛋~ 喊你！出門(mén)~玩嘞！“這樣兩個(gè)字兩個(gè)字的喊，雖然話是兩個(gè)字的往外蹦，但是整體意思也是完整傳達(dá)到了。那么這個(gè)說(shuō)法可以套用到一個(gè)UART接收DMA傳輸，設(shè)置好事件條件是UART收到數(shù)據(jù)，那么就把UART外設(shè)數(shù)據(jù)寄存器（收到的數(shù)據(jù)）按照一個(gè)byte的長(zhǎng)度直接發(fā)送到事先指定的RAM內(nèi)存位置。

實(shí)際代碼分析

綜上可以看出DMA的使用配置最重要的內(nèi)容就是觸發(fā)條件，然后誰(shuí)把信息告訴誰(shuí)，每次傳遞多少數(shù)據(jù)。如下的范例代碼，是配置了ADC每次完成采樣后，能夠?qū)⒉蓸拥降臄?shù)據(jù)依次偏移放置在制定的數(shù)組種。

下面的代碼主要關(guān)注的是結(jié)構(gòu)體 DMA_InitStructure的配置。如下代碼，可以看到觸發(fā)條件是完成ADC采樣后，ADC數(shù)據(jù)寄存器中的值就會(huì)直接通過(guò)DMA更新至指定的數(shù)組中，并且會(huì)自動(dòng)完成數(shù)組中的指針偏移。在實(shí)際的使用中就能達(dá)到一次配置后，存放ADC數(shù)據(jù)的數(shù)組就會(huì)自動(dòng)一直在刷新對(duì)應(yīng)通道的ADC數(shù)值了。

void BspAdcDmaInit(ADC_Module* pADCx)  
{  
  DMA_InitType DMA_InitStructure;  
  DMA_ChannelType* DMAyChx;  
  u8 u8Offset = 0;  
  u8 u8Num = 0;  

  if(pADCx == ADC1)  
  {  
    u8Offset = 0;  
    DMAyChx = DMA1_CH1;  
    u8Num = ADC1CH_NUM;  
  }  
  else if(pADCx == ADC2)  
  {  
    u8Offset = ADC1CH_NUM;  
    DMAyChx = DMA1_CH8;  
    u8Num = ADC2CH_NUM;  
  }  
  else if(pADCx == ADC3)  
  {  
    u8Offset = ADC1CH_NUM + ADC2CH_NUM;  
    DMAyChx = DMA2_CH5;  
    u8Num = ADC3CH_NUM;  
  }  
  else if(pADCx == ADC4)  
  {  
    u8Offset = ADC1CH_NUM + ADC2CH_NUM + ADC3CH_NUM;  
    DMAyChx = DMA2_CH8;  
    u8Num = ADC4CH_NUM;  
  }  

  RCC_EnableAHBPeriphClk( RCC_AHB_PERIPH_DMA1|RCC_AHB_PERIPH_DMA2, ENABLE);  

  DMA_DeInit(DMAyChx);  
DMA_InitStructure.PeriphAddr   = (uint32_t)&pADCx- >DAT; //ADC數(shù)據(jù)寄存器  
DMA_InitStructure.MemAddr   = (uint32_t)&gu16AdcData[u8Offset]; //制定存放的數(shù)據(jù)地址  
DMA_InitStructure.Direction   = DMA_DIR_PERIPH_SRC;//傳輸方向?yàn)橥庠O(shè)指向內(nèi)存  
DMA_InitStructure.BufSize   = u8Num; //該ADC的一次全采樣通道需要DMA傳輸次數(shù)  
DMA_InitStructure.PeriphInc   = DMA_PERIPH_INC_DISABLE;//DMA傳輸完無(wú)需變更外設(shè)數(shù)據(jù)寄存器地址  
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc   = DMA_MEM_INC_ENABLE;//指向內(nèi)存的指針每完成一次DMA傳輸需要自動(dòng)偏移  
DMA_InitStructure.PeriphDataSize   = DMA_PERIPH_DATA_SIZE_HALFWORD; //每次從外設(shè)獲取的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度  
DMA_InitStructure.MemDataSize   = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; //每次從內(nèi)存獲取的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度  
DMA_InitStructure.CircularMode   = DMA_MODE_CIRCULAR;//DMA會(huì)自行循環(huán)觸發(fā)，直到完成BufSize完成后會(huì)自行恢復(fù)Mem最初指針并重新DMA傳輸  
DMA_InitStructure.Priority   = DMA_PRIORITY_HIGH;  
DMA_InitStructure.Mem2Mem   = DMA_M2M_DISABLE;  
DMA_Init(DMAyChx, &DMA_InitStructure);  
    
DMA_EnableChannel(DMAyChx, ENABLE);  

  ADC_EnableDMA(pADCx, ENABLE); //使能ADC完成采樣觸發(fā)DMA數(shù)據(jù)傳輸  
}