DMA控制器
DMA工作原理
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。
stm32DMA控制器的介绍
stm32DMA控制器的介绍STM32DMA控制器是STMicroelectronics公司的一种高性能DMA控制器，可以实现STM32微控制器与外设之间高速数据传输，解放了CPU，提高了系统性能。
本文将对STM32DMA控制器进行详细介绍，包括其特点、架构、应用场景等方面。
一、STM32DMA控制器的特点1、高性能：STM32DMA控制器采用了先进的DMA技术，能够实现高速数据传输，最高可达168MB/s，大大提高了系统效率。
2、灵活性强：STM32DMA控制器支持多种传输模式，包括单次传输、循环传输、内存到内存传输等，可以根据具体应用需求进行配置。
3、资源占用少：STM32DMA控制器采用硬件协同和DMA方式进行数据传输，无需CPU 介入，从而释放了CPU的负担，使得整个系统更加稳定，资源占用也更少。
4、易于使用：STM32DMA控制器结构简单、使用方便，具有完善的应用开发文档和现成的库函数，可以降低应用开发门槛。
STM32DMA控制器是一种独立的DMA控制器，可以直接操控系统内存和外设，实现高速数据传输。
其主要由以下部分组成：1、DMA控制器：DMA控制器包括一组寄存器和状态位，用于统一管理DMA传输过程中的各种情况和参数配置。
2、DMA通道：每个DMA通道都有独立的DMA控制器和DMA寄存器，通过DMA通道可以独立地进行数据传输。
3、DMA请求源：DMA请求源是要进行数据传输的外设或者内存地址。
4、中断管理器：DMA控制器的中断管理器可以在DMA传输完成时触发中断，通知CPU 完成对DMA传输的处理。
STM32DMA控制器广泛应用于各种需要高速数据传输的应用场合，例如：1、音视频传输：通过STM32DMA控制器，可以实现音视频数据传输，例如摄像头采集图像数据，通过DMA传输到内存，再进行图像处理；或者从音频解码器中读取音频数据，通过DMA传输到音频输出设备播放。
2、实时控制：通过STM32DMA控制器，可以实现实时控制应用，例如采集温度或者电压数据，通过DMA传输到内存，再进行处理和控制。
DMA工作原理
DMA工作原理概述：DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）是一种计算机技术，允许外部设备直接访问系统内存，而无需CPU的干预。
DMA技术可以大大提高数据传输的效率，减轻CPU的负担，广泛应用于各种数据传输场景，如网络数据传输、磁盘IO等。
工作原理：DMA工作原理基于三个主要组件：DMA控制器、外设和系统内存。
下面将详细介绍DMA的工作原理。
1. DMA控制器：DMA控制器是DMA技术的核心组件，负责管理数据传输的过程。
它通常由寄存器、计数器和状态机组成。
- 寄存器：DMA控制器包含多个寄存器，用于存储配置信息、传输地址和传输长度等。
其中包括源地址寄存器、目的地址寄存器、传输长度寄存器等。
- 计数器：DMA控制器还包含一个计数器，用于记录已经传输的数据量，以便在传输完成时进行判断。
- 状态机：DMA控制器内部有一个状态机，用于控制传输的各个阶段，如启动传输、传输中、传输完成等。
2. 外设：外设是需要进行数据传输的设备，如网卡、磁盘控制器等。
外设通过DMA控制器直接访问系统内存，实现数据的读取和写入。
- 读取数据：外设通过DMA控制器提供的读取信号将数据从外设读取到DMA 控制器的缓冲区中。
- 写入数据：外设通过DMA控制器提供的写入信号将数据从DMA控制器的缓冲区写入到系统内存中。
3. 系统内存：系统内存是数据传输的目的地或来源地。
DMA控制器通过系统总线直接访问系统内存，将数据传输到指定的内存地址。
传输过程：DMA的传输过程可以分为以下几个阶段：1. 配置阶段：在传输开始之前，需要进行一些配置工作。
这包括设置源地址、目的地址、传输长度等参数。
这些参数通常由CPU通过对DMA控制器的寄存器进行写入来完成。
2. 启动传输：配置完成后，CPU向DMA控制器发送启动传输的命令。
DMA控制器接收到命令后，开始执行传输操作。
3. 传输过程：DMA控制器根据配置参数，从源地址读取数据，并将数据写入到目的地址。
DMA控制器
2021年1月30日星期六
图1-3 状态寄存器格式
2021年1月30日存器。各通道的屏蔽标志位可以用命令进行置位或复位，其 命令控制字有两种形式：
单个通道屏蔽字。这种屏蔽字的格式如图1-7所示。利用这个屏蔽字，每 次只能选择一个通道。其中D0D1的编码指示所选的通道，D2=1表示屏蔽位置位， D2=0表示屏蔽位复位，即允许DREQ请求。
1.8237A的内部结构 8237A的内部结构如图1-1所示。它主要有时序和控制逻辑、优先级编码及
控制逻辑、命令控制逻辑、数据和地址缓冲器组、内部寄存器组5个部分。
2021年1月30日星期六
图1-1 8237A内部结构图
2.8237A的内部引脚
DMAC在系统 中既是主控器 又是受控器， 所以其引脚和 其他的接口芯 片不同，8237A 是一种40引脚 的双列直插式 器件，其引脚 排列如图1-2所 示
（5）暂存寄存器。暂存寄存器为8位，仅用于存储器到存储器的传 送方式下，暂存从源单元读出的数据，又将它写入到目的单元。在传 送完成时，它暂存传送的最后一个字节。它可由CPU读取。在芯片复位 时被复位。
2021年1月30日星期六
（6）地址暂存器和计数暂存器。这是两个16位的暂存当前地址的地址暂存 器和暂存当前字节寄存器值的字节计数暂存器。它们不能被CPU读取，仅供芯片 内部使用。
图1-9 请求寄存器格式
（12）高/低触发器。8237A的数据线是8位，但其内部有16位寄存器。 高/低位寄存器指明目前数据线上传送的是低8位还是高8位数据。0表示 低8位，1表示高8位。
DMA工作原理
DMA工作原理一、概述DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）是一种计算机系统中的数据传输方式，它允许外设设备直接与内存进行数据交换，而无需通过CPU的介入。
DMA的工作原理是通过使用专门的DMA控制器来实现数据的高速传输，提高系统的效率和性能。
二、DMA的组成部份1. DMA控制器：DMA控制器是实现DMA功能的核心部件。
它负责控制数据的传输、地址的生成和数据的存储等功能。
DMA控制器通常集成在主板上，可以通过配置寄存器来设置传输的起始地址、传输的长度、传输的方向等参数。
2. 外设设备：外设设备是需要进行数据传输的设备，例如硬盘、网卡、声卡等。
外设设备通过DMA控制器与内存进行直接的数据交换，提高数据传输的效率。
3. 内存：内存是存储数据的地方，DMA控制器通过直接访问内存来实现数据的读取和写入。
内存中的数据可以被CPU和外设设备共享。
三、DMA的工作流程1. 配置DMA控制器：在进行DMA传输之前，需要通过配置DMA控制器来设置传输的参数。
这些参数包括传输的起始地址、传输的长度、传输的方向等。
配置完成后，DMA控制器就可以根据这些参数进行数据的传输。
2. 启动DMA传输：一旦DMA控制器被配置好，就可以启动DMA传输。
DMA控制器会根据配置的参数自动进行数据的传输。
在传输过程中，DMA控制器会从外设设备读取数据，并将数据写入内存，或者从内存读取数据，并将数据写入外设设备。
3. 完成DMA传输：当DMA传输完成后，DMA控制器会发送一个中断信号给CPU，通知传输的完成。
CPU可以通过处理中断来获取传输的结果，并进行相应的处理。
四、DMA的优势1. 提高系统的效率：由于DMA控制器可以直接访问内存，无需通过CPU的介入，因此可以大大提高数据传输的效率。
这样可以释放CPU的负担，使CPU能够更多地处理其他任务。
2. 减少数据传输的延迟：DMA传输可以在CPU执行其他任务的同时进行，减少了数据传输的延迟。
dma控制器名词解释
dma控制器名词解释
DMA（Direct Memory Access）控制器是一种计算机硬件设备，
用于实现直接内存访问。
它充当了主机CPU和系统内存之间的数据
传输中介，可以在不占用CPU时间的情况下，直接将数据从外设传
输到内存，或者从内存传输到外设。
DMA控制器的主要作用是减轻CPU的负担，提高数据传输的效率。
传统上，当需要进行数据传输时，CPU需要通过程序控制来完
成数据的读取或写入操作，这会消耗大量的CPU时间和资源。
而有
了DMA控制器，数据传输可以在CPU的干预下进行，CPU只需进行
一次初始化设置，之后可以将控制权交给DMA控制器，从而释放出
更多的CPU资源来处理其他任务。
DMA控制器通常与外设设备（如硬盘、网络适配器、显卡等）
相连，通过DMA通道进行数据传输。
控制器通过直接访问系统总线，绕过了CPU，实现了高速的数据传输。
在数据传输过程中，DMA控制
器会负责处理数据的读取、写入、校验和中断等操作，以确保数据
的可靠性和完整性。
DMA控制器的工作原理大致如下，首先，CPU通过DMA控制器的
寄存器设置传输的起始地址、目的地址、数据长度等参数。
然后，DMA控制器根据这些参数控制总线的访问，直接将数据从外设读取到内存，或者从内存写入到外设。
在数据传输完成后，DMA控制器可以触发中断信号，通知CPU数据传输已完成。
总之，DMA控制器是一种重要的硬件设备，它可以提高数据传输的效率，减轻CPU的负担，实现高速、可靠的数据传输。
通过直接访问内存，它允许外设设备与内存之间进行直接的数据传输，提升系统的整体性能。
DMA 控制器介绍
下页图是选择型DMA控制器的逻辑框图，它在物理上可以 连接多个设备，而在逻辑上只允许接—个设备．换句话说， 在某一段时间内只能为一个设备服务．
选择型DMA控制器工作原理与前面的简单DMA控制器基本 相同．除了前面讲到的基本逻辑部件外，还有一个设备号 寄存器．数据传送是以数据块为单位进行的，在每个数据 块传送之前的预置阶段，除了用程序中I/O指令给出数据块 的传送个数、起始地址、操作命令外，还要给出所选择的 设备号．从预置开始，一直到这个数据块传送结束，DMA 控制器只为所选设备服务．下—次预置再根据I/O指令指出 的设备号，为另—选择的设备服务．
工作。这些工作包括校验送入内存的数据是否正确；决定
继续用DMA方式传送下去，还是结束传送；测试在传送过
• 基本DMA控制器与系统的连接方式：
• （1）公用的DMA请求方式；（2）独立的DMA请求方式，
.
8
四、选择型和多路型DMA控制器
前面介绍的是最简单的DMA控制器，一个控制器只控制一 个I／O设备．实际中经常采用的是选择型DMA控制器和多 路型DMA控制器，它们已经被做成集成电路片子．
2.DMA DMA的数据块传送过程可分为三个阶段：传送前预处理；
预处理 由CPU执行几条输入输出指令，测试设备状态， 向DMA控制器的设备地址寄存器中送入设备号并启动设备， 向内存地址计数器中送入起始地址，向字计数器中送入交 换的数据字个数。在这些工作完成后，CPU继续执行原来
正式传送 当外设准备好发送数据(输入)或接受数据(输出) 时，它发出DMA请求，由DMA控制器向CPU发出总线使 用权的请求(HOLD)。下页图示出了停止CPU访内方式的 DMA传送数据的流程图。
DMA技術中，數據的傳送是在DMA控制器(DMAC)的控 制下進行的。
DMA控制器工作原理
DMA控制器工作原理DMA（Direct Memory Access）控制器是一种计算机设备，用于在外设和主内存之间传输数据。
它的工作原理是通过旁路主处理器，直接在外设和内存之间进行数据传输，从而减少对主处理器的干预。
1.初始化：主处理器通过向DMA控制器发送初始化命令，设置传输参数和传输方向等。
DMA控制器根据这些参数进行设置，以确定传输的方式和范围。
2.请求DMA通道：外设在需要与主内存进行数据传输时，向DMA控制器发送请求。
DMA控制器接收到请求后，暂停主处理器的操作，开始控制数据传输。
3.确认DMA通道：DMA控制器检查请求，并通过向外设发送确认信号来确保通道可用。
如果通道不可用，DMA控制器将外设的请求排队，并在通道可用时进行传输。
4.寻址：DMA控制器从外设中读取数据的地址，并从主内存中读取或写入数据的地址。
这些地址将用于确定传输的起始位置和目的位置。
5.数据传输：DMA控制器将数据从外设读取到内存，或者从内存写入到外设。
数据传输过程中，DMA控制器通过DMA总线直接与内存进行通信，跳过主处理器。
6.中断通知：当传输完成时，DMA控制器会向主处理器发送中断请求，以便主处理器可以执行与传输相关的操作。
从以上步骤可以看出，DMA控制器在传输数据时，与主处理器并行工作，极大地提高了数据传输效率。
相比由主处理器执行的数据传输，DMA 控制器具有以下优势：1.减少主处理器负担：数据传输由DMA控制器完成，主处理器无需处理大量数据传输的细节和中断请求，从而减少了主处理器的负担，提高了系统的整体性能。
2.提高数据传输效率：DMA控制器通过直接访问内存，跳过主处理器的介入，减少了数据传输的延迟，提高了传输的效率。
3.支持多种外设：DMA控制器可以同时支持多种外设，通过适当的配置，可以使多个外设同时进行数据传输。
4.支持高速数据传输：由于DMA控制器是专门设计用于数据传输的设备，其硬件结构和数据通路优化，能够支持高速数据传输，提高系统的数据吞吐量。
【2019年整理】第7章DMA控制器
（4）DMAC将地址（A19～A0）放入地址总线， 该地址用来寻址内存储单元。 （5）DMAC向I/O接口发出响应信号DACK， 该信号可作为接口接受数据的控制条件，有效时， 表示允许接口接受数据； （6）DMAC向存储器发出读控制信号，在该信 号的控制下，由A19～A0指定的单元的内容送 入数据总线。
IOW ——I/O写信号，是低电平有效的双向三态信号。在CPU控
制总线期间，它为输入信号，CPU在控制下对8237A内部寄存 器进行编程。在DMA传送期间，它是输出信号，与配合将数据 从存储器传送到外设接口中。 MEMR ——存储器读信号。低电平有效的三态输出信号，仅用于 DMA传送。在DMA读传送时，它与 IOW 配合，把数据从存储器 传到外设；在存储器到存储器传送时， MEMR 有效控制从源区读出 数据。 MEMW——存储器写信号，低电平有效的三态输出信号，仅用于 DMA传送。在DMA写传送时，它与 IOR 配合，把数据从外设传 到存储器；在存储器到存储器传送时， 有效控制把数据写入 MEMW 目的区。
（7）DMAC向接口发出写控制信号，在该信号及 DACK信号的共同作用下，将数据总线上的内容储存到 接口中的数据寄存器，并通过接口将数据传送给外设， 至此完成了数据传送。 （8）DMAC撤销对CPU的请求信号。 （9）CPU撤销保持响应信号并恢复对总线的控制。 如果数据未传送完，则又从第二步开始重复所述过程。
DMAC 对存储器的访问与 CPU 类似，一般利用系统总
线来进行。 以读存储器为例，其过程是： DMAC 一面向存储器送 存储单元地址和读控制信号（ MEMR ） ，同时又向外设 端口送写控制信号（ ），数据在硬件信号的控制下 IOW 通过总线由源直接送达目的地。为了支持数据块的传送， DMAC还具有修改地址指针、统计传送次数、判断传送 是否结束等多项自动功能。 所以，使用DMA方法，可支持外设→存储器、存储器 →外设的高速直接传送；变通后，也可支持存储器→存 储器、外设→外设的高速直接传送。
STM32技术参考手册第7章DMA 控制器(DMA)
● 硬件：如果 2 个请求有相同的软件优先级，则拥有较低编号的通道比拥有较高编号的通 道有较高的优先权。举个例子，通道 2 优先于通道 4。
7.3.3
DMA 通道
每个通道都可以在有固定地址的外设寄存器和存储器地址之间执行DMA传输。DMA传输的 数据量是可编程的，最大达到65535。包含要传输的数据项数量的寄存器，在每次传输后递 减。 可编程的数据量 可编程的数据量 外设和存储器的传输数据量可以通过 DMA_CCRx 寄存器中的 PSIZE 和 MSIZE 位编程。 指针增量 通过设置DMA_CCRx寄存器中PINC和MINC标志位，外设和存储器的指针在每次传输后可 以有选择地完成自动增量。当设置为增量模式时，下一个要传输的地址将是前一个地址加 上增量值，增量值取决与所选的数据宽度为1、2或4。第一个传输的地址存放在 DMA_CPARx/DMA_CMARx寄存器中。 通道配置为非循环模式时，在传输结束后(即传输数据量变为 0)将不再产生 DMA 操作。 通道配置过程 下面是配置 DMA 通道的过程(x 代表通道号)： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 在 DMA_CPARx 寄存器中设置外设寄存器的地址。发生外设数据传输请求时，这个地 址将是数据传输的源或目标。 在 DMA_CMARx 寄存器中设置数据存储器的地址。发生外设数据传输请求时，传输的 数据将从这个地址读出或写入这个地址。 在 DMA_CNDTRx 寄存器中设置要传输的数据量。在每个数据传输后，这个数值递 减。 在 DMA_CCRx 寄存器的 PL[1:0]位中设置通道的优先级。 在 DMA_CCRx 寄存器中设置数据传输的方向、循环模式、外设和存储器的增量模 式、外设和存储器的数据宽度、传输一半产生中断或传输完成产生中断。 设置 DMA_CCRx 寄存器的 ENABLE 位，启动该通道。
DMA-控制器
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(2)状态寄存器
可由CPU读取 低4位反映读命令这个瞬间每个通道是否产
生TC（为1，表示该通道传送结束） 高4位反映每个通道的DMA请求情况（为1，
表示该通道有请求） 状态位在复位或被读出后，均被清零。
21
状态寄存器
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
DREQ AEN输出高电平，表示DMA传送 HRQ S2状态——输出16位RAM地址和发DACK HLDA 信号寻址I/O设备 AEN DMA读：MEMR* DMA写：IOR*
ADSTB S3状态——送出写操作所需的控制信号
DB0～DB7DMA读：IOW* DMA写：MEMW* A0～A7 Sw状态——检测数据传送是否能够完成， DACK 决定是否插入等待状态Sw
微型计算机接口技术
DMA控制器
DMA控制器有二种不同的作用：
总线从模块：CPU对DMAC进行预置操作，也就是向DMAC写入
内存传送区的首地址、传送字节数和控制字时，DMAC相当于一个 外设接口，称为总线从模块或受控器。
总线主模块：进行DMA传输时，CPU暂停对系统总线的控制，
DMAC取得了对总线的控制权，这时的DMAC称为总线主模块或主 控器。
进入有效周期 9
1.2 8237A的工作时序·有效周期
8237A采样到外设有DMA请求，就脱离空闲 周期进入有效周期。
8237A作为系统的主控芯片，控制DMA传送 操作。
DMA传送借用系统总线完成，其控制信号以 及工作时序类似CPU总线周期。
进入DMA传送时序
10
CLK S1S状i 态Si—S—0 输S0出S116位S2存S储3 器S4地S址2 S3 S4 Si Si
dma使用技巧
dma使用技巧DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）是一种计算机技术，用于实现高效的数据传输。
它允许外设设备直接与主存进行数据传输，而不需要经过中央处理器（CPU）的介入。
本文将介绍DMA的使用技巧，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、了解DMA的工作原理在介绍DMA的使用技巧之前，首先需要了解DMA的工作原理。
DMA控制器是一种独立的硬件设备，负责管理外设设备和主存之间的数据传输。
当外设设备需要读取或写入大量数据时，可以通过DMA控制器直接将数据传输到主存，或者从主存传输到外设设备，从而减轻CPU的负担，提高数据传输效率。
二、合理选择DMA模式DMA有多种工作模式可供选择，不同的模式适用于不同的数据传输场景。
常见的DMA模式包括单次传输模式、循环传输模式和自动请求模式等。
在使用DMA时，需要根据实际需求选择合适的模式。
单次传输模式适用于一次性传输数据量较小的场景；循环传输模式适用于需要重复传输相同数据的场景；自动请求模式适用于需要周期性传输数据的场景。
三、设置DMA通道和传输地址DMA控制器通常包含多个DMA通道，每个通道可以独立地管理一次数据传输。
在使用DMA之前，需要选择合适的DMA通道，并设置传输的起始地址和结束地址。
起始地址指的是数据在主存中的存储位置，结束地址指的是数据传输的终止位置。
通过设置适当的地址范围，可以确保数据能够正确地传输到目标位置。
四、配置DMA传输参数DMA传输参数包括数据宽度、传输方向和传输速率等。
数据宽度指的是每次传输的数据位数，传输方向指的是数据是从外设设备读取到主存，还是从主存写入到外设设备，传输速率指的是数据传输的速度。
在使用DMA时，需要根据外设设备的要求和主存的容量选择合适的数据宽度和传输方向，并设置合理的传输速率，以保证数据传输的正确性和效率。
五、处理DMA中断在数据传输完成后，DMA控制器会产生一个中断信号，通知CPU 数据传输已经完成。
DSP 第12讲 DMA控制器
§12.4 DMA存储器映射
VC5402不能访 问程序空间和I/O 空间，数据空间 也仅能访问一部 分，且不受 MP/MC、DROM 和OVLY等控制 位的影响。每个 16 bit的DMA数 据的传输需要一 先读后写相继的 操作；VC5402 仅支持片内 DATA区的数据 传输，需要4个时 钟周期。
7～6
INTOSEL
0
5～0
DE[5:0]
0
§12.2.2 DMA通道优先级和使能控制寄存器(DMPREC)
DMA中断信号与其它片上外设的中断信号复用相同的中 断向量位置，可以节约中断资源占用的寄存器存储区域
表 VC5402的DMA通道中断向量表 （97页，88页）
INTOSEL[1：0]值
IMR/IFR# 00b 01b 10b 11b
第12讲 直接存储器访问 (DMA)控制器
§12.1 DMA概述
DMA：是指在不需要CPU干预的情况下在映射存 储区的不同区域间（程序，数据或I/O空间）传输 数据的技术。 术语：
读传输：DMA从存储器的源位置读取一个数据。 写传输：DMA写一个读传输期间所读的数据到存储器的 目标位置。 数据单元传输：一个数据的读和写传输的组合。 帧传输：每个DMA通道传输的每一帧有多少个数据均是 可独立编程的。在完成一帧传输的过程中，DMA会移动 一帧中所有的数据元素。 块传输：每个DMA通道传输的每个块有多少个帧均也是 可独立编程的。在完成一块传输的过程中，DMA会移动 定义在块中的所有的帧。
§12.5 DMA应用实例
7
10 11
计时器1中断
McBSP1接收数据中断 McBSP1发送数据中断
计时器1中断
dma工作流程
dma工作流程DMA工作流程。
DMA（Direct Memory Access）是一种数据传输方式，它可以在不经过CPU的情况下，直接将外围设备的数据传输到内存中，或者从内存传输到外围设备中。
DMA的工作流程对于提高系统的数据传输效率和性能至关重要。
下面我们将详细介绍DMA的工作流程。
1. 初始化DMA控制器。
DMA控制器是负责管理DMA传输的硬件模块，首先需要对DMA控制器进行初始化设置。
这包括设置DMA通道的工作模式、传输方向、数据宽度、传输计数等参数。
2. 请求DMA传输。
外围设备需要进行数据传输时，会向DMA控制器发送DMA请求。
DMA请求可以是外部设备的中断信号，也可以是特定的触发信号。
3. DMA控制器响应请求。
当DMA控制器接收到外部设备的DMA请求信号后，会根据预先设置的参数进行DMA传输。
它会根据传输方向和数据宽度等参数，直接在外围设备和内存之间进行数据传输。
4. 数据传输。
DMA控制器通过总线直接将数据从外围设备传输到内存中，或者从内存传输到外围设备中。
这个过程完全由DMA控制器来完成，不需要CPU的干预，大大提高了数据传输的效率。
5. 传输完成。
当DMA控制器完成数据传输后，会发出传输完成的信号，通知外部设备传输已经完成。
外部设备可以继续进行其他操作，而不需要等待CPU来处理数据传输。
6. DMA中断。
在一些情况下，DMA传输完成后需要通知CPU进行后续处理，这时DMA控制器会产生DMA中断请求。
CPU在处理完其他任务后，会响应DMA中断请求，进行相应的处理。
7. DMA释放。
当所有的数据传输完成后，DMA控制器会释放DMA通道，等待下一次的DMA请求。
在一些情况下，也可以在传输完成后立即释放DMA通道，以便其他设备可以使用。
总结。
通过以上的介绍，我们可以看到DMA的工作流程是一个自动化的数据传输过程，它不需要CPU的干预，可以大大提高系统的数据传输效率和性能。
在实际应用中，合理的配置和使用DMA，可以有效地优化系统的数据传输流程，提高系统的整体性能。
第7章DMA控制器
度的降低。
PC/XT微型机就是采用了这种方式，巧妙地在CPU
总线中插入若干等待周期Tw，进行DMA操作。
总结：上述4种方式中，CPU暂时放弃总线控制权
而DMA占用总线的方式最简单。
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7.3 DMA控制器8237A
8237A是Intel系列高性能可编程DMA控制器， 具有如下功能： （1）每片8237A内部有4个独立的DMA通 道，每个通道可分别进行数据传送，一次传送 最大达64KB，能够实现存储器与外部设备间或 存储器两个区域间的数据传送。 （2）每个通道的DMA请求可以分别允许和禁 止，具有不同的优先级，并且每个通道的优先级 可以是固定的，也可以是循环的。 （3）8237A具有4种传送方式：单字节传送 方式，数据块传送方式，请求传送方式和级联 13 方式。
（3）优先权控制逻辑。
用来裁决各通道的优先权次序，解决多个通道同时请求 DMA服务时可能出现的优先权竞争问题。
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2. 3个缓冲器
（1）I/O缓冲器1 。8位、双向三态的缓冲器
当CPU控制总线时： 从CPU送给8237A的编程控制字、CPU读取8237A的状态 字、当前地址和字节计数器的内容都经过这个缓冲器。 当8237A控制总线时：
3
7.2 DMA占用总线方式
1．CPU暂时放弃总线控制权方式 2．暂停CPU时钟脉冲方式 3．窃取CPU空闲时间方式 4．周期扩展方式
4
1．CPU暂时放弃总线控制权方式 此类DMA操作，CPU必须暂停任何总线操作， 并让出对总线的控制权、直至DMA传送结束 或完成一个总线操作周期之后，CPU才能继 续控制总线。 实现这种方式的方法是DMAC向CPU发出总 线请求信号，CPU在完成当前的总线周期操 作之后，释放对总线的控制（有关的引脚信 号处于高阻状态）并发出总线响应信号。
dma用法
dma用法
DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）是一种计算机技术，允许外设设备直接访问系统内存，而无需通过CPU的干预。
这提供了高速数据传输和释放CPU资源的能力。
下面介绍DMA 的使用方法：
1.配置DMA控制器：
•DMA控制器是一个独立的硬件设备，通常包含多个通道。
每个通道可以连接到一个或多个外设。
•首先，需要配置DMA控制器，确定数据传输的相关参数，如外设地址、内存地址、数据长度和传输模式等。
•这通常通过设置DMA控制器相关寄存器的值来完成，具体取决于硬件平台和操作系统。
2.分配内存缓冲区：
•DMA传输期间，数据将被复制到或从预先分配的内存缓冲区中。
•在实际使用DMA之前，需要分配足够空间的内存缓冲区，并将其地址提供给DMA控制器。
3.配置外设和DMA通道：
•外设通常与DMA控制器的某个通道相连接。
•需要配置外设以指示DMA传输的相关参数，如数据方向、传输大小和数据源/目标地址等。
4.启动DMA传输：
•在所有相关配置都完成后，可以通过将开始传输信号发送给DMA控制器来启动DMA传输。
•DMA控制器将开始将数据从外设复制到内存缓冲区（或反之）。
5.检查传输状态：
•一旦传输完成，DMA控制器将发出传输完成中断或通过其他方式通知CPU。
•在传输期间，CPU可以执行其他任务而无需参与数据传输过程，从而提高系统效率。
需要注意的是，DMA的具体用法和实现可能因操作系统、硬件平台和外设的不同而有所差异。
dma控制器的基本功能(控制原理及结构组成)
dma 控制器的基本功能（控制原理及结构组成）DMA 控制简介
DMA（Direct Memory Access）控制器是一种在系统内部转移数据的
独特外设，可以将其视为一种能够通过一组专用总线将内部和外部存储器与每个具有DMA 能力的外设连接起来的控制器。
它之所以属于外设，是因为它是在处理器的编程控制下来执行传输的。
DMA 控制器结构
一般而言，DMA 控制器将包括一条地址总线、一条数据总线和控制寄存器。
高效率的DMA 控制器将具有访问其所需要的任意资源的能力，而无须处理器本身的介入，它必须能产生中断。
最后，它必须能在控制器内部计算出地址。
一个处理器可以包含多个DMA 控制器。
每个控制器有多个DMA 通道，以及多条直接与存储器站（memory bank）和外设连接的总线，如图1 所示。
在很多高性能处理器中集成了两种类型的DMA 控制器。
第一类通常称为系统DMA 控制器，可以实现对任何资源（外设和存储器）的访问，对于这种类型的控制器来说，信号周期数是以系统时钟（SCLK）来计数的，以ADI 的Blackfin 处理器为例，频率最高可达133MHz。
第二类称为内部存储。
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2. 申请阶段
DMA控制器发出DMA请求信号DREQ。
►DMA控制器接收到DMA请求信号后，向CPU
发出总线请求信号HRQ。该信号连接到CPU的 HOLD引脚。
HRQ DREQ
CPU
DMAC
外部设备
9.1
DMA概要
CPU检测HRQ N HRQ有效且LOCK无效 Y CPU交出总线
3. 响应阶段
►CPU收到DMA的HRQ
④ DACK
外设接口
AEN IOW MEMW IOR MEMR
系统总线
⑤
存储器
9.1
DMA概要
DMA的传送过程分5个阶段：
1. 初始化阶段
要传送的数据字节数 ► 数据在存储器中的起始地址 ► 传送方向 ► DMAC的通道号 ……
►
DMAC
6
9.1
DMA概要
►当外设有DMA需求，并且已准备就绪，则向
具有多种控制方式和操作类型。
13
9.2
8237A的编程结构
二. 8237A的编程结构
DMA控制器的2种状态
主动工作状态：主模块
在主动工作状态下，DMAC取代处理器CPU，获得 了对系统总线的控制权，成为系统总线的主控者， 向存储器和外设发号施令。
被动工作状态：从模块
在被动工作状态下，DMAC接受CPU对它的控制和 指挥。例如：对DMAC进行初始化编程以及从 DMAC读取状态等。
速外设直接进行数据交换而无需CPU的干预。
特点
DMA传送期间，DMA控制器(DMAC)接管了
CPU对总线的控制权。
DMA方式中，内存地址的修改、传送结束的判
断都由硬件电路实现。即：用硬件控制代替了 软件控制。
DMA控制器是实现DMA传送的核心器件。
3
9.1
DMA概要
应用场合
DMA方式主要用于高速大批量传输数据
的场合。如：
硬盘和软盘外设；
快速通信通道；
多处理机和多程序数据块传送；
图像处理中向CRT屏幕传送数据； 快速数据采集； DRAM的刷新② ⑥
HOLD
① DREQ
CPU
MEMW MEMR IOW IOR AEN
HLDA
③ ⑦
DMAC
MEMW MEMR IOW IOR AEN
第 9章
1
DMA控制器
DMA概要 8237A的编程结构
总目录
2
3 4 5
工作方式和工作时序 8237A的寄存器 编程和应用
9.1
DMA概要
9.1.1 什么叫DMA
9.1.2
9.1.3
应用场合
DMA传送过程
9.1
DMA
DMA概要
DMA (Direct Memory Access)：让存储器与高
请求后，若允许DMA 传输，则在当前总线 周期结束后，释放总 线控制权。 并向 DMAC发HLDA信号， 通知他，CPU已交出 总线。
CPU向DMAC发HLDA
DMAC成为总线主控者
8
9.1
DMA概要
应答信号DACK，通知外设可以进行DMA传 输了。
►DMA控制器获得总线的控制权，向外设发送
HRQ
15
+5V HOLD HLDA CLK 使微处理器地址锁存信号无效 1 EN 锁存缓冲器 STB 连接数据总线 M/IO A8~A15 HRQ HLDA CLK AEN ADSTB 方式寄存器 DB0~7 基本地址寄存器 基本字节计数器 CS A4~A7 A0~A3 1 2 通道0 DREQ0 DACK0 DREQ1 DACK1 DREQ2 DACK2 DREQ3 DACK3 EOP 当前地址寄存器 当前字节计数器 地 控制寄存器 状态寄存器 暂存寄存器 公 共 部 份 电源 IOR IOW MEMR MEMW READY 1：请求触发器 2：屏蔽触发器
地 址 译 码
通道1 通道2 通道3
A4~A7 A0~A3
9.2
8237A的编程结构
IOR IOW MEMR MEMW NC READY HLDA ADSTB AEN HR Q
CS CLK RESET DACK2 DACK3 DR EQ 3 DR EQ 2 DR EQ 1 DR EQ 0 GND
三. 8237A的引脚信号
DREQ
CPU
HLDA
DMAC
DACK
外部设备
9.1
DMA概要
►DMA控制器送出地址信号和控制信号，实现
4. 数据传送阶段
外设与内存的数据传输。
地址信号
外部设备
DACK DMAC
存储器 读写信号
10
9.1
DMA概要
DMAC向外设发 EOP信号 外设撤消DREQ 信号 HRQ和HLDA变 为无效 DMAC交出总线 控制权
8237A-5外部特性
概况
40引脚双列直插 式封装。
引脚说明
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
8 23 7A
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
A7 A6 A5 A4
EOP
A3 A2 A1 A0 VCC DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DACK0 DACK1 DB5 DB6 DB7
17
字数暂存器 16 EOP RESET CS READY CLK AEN ADSTB
CPU重获总线控制权
11
5. 传送结束阶段
►DMAC 向 外 设 发 送
EOP信号，外设撤销 DREQ请求。
►同时 HRQ 和 HLDA 信
号变为无效， DMAC 释放总线，CPU重获 总线控制权。
9.2
8237A的编程结构
9.2.1
基本特点
9.2.2 9.2.3
编程结构 引脚信号
9.2
8237A的编程结构
一. 8237A的基本特点
8237A-5是一个高性能通用可编程DMAC。
具有4个独立的通道，通过级联方式进行扩充。最多可
扩展4个从片，即16个DMA通道。每个通道可传输的最 大数据块均为64KB。
可实现内存到外设、外设到内存以及内存到内存之间的
高速数据传输，最高数据传输速率可达1.6MB/s。
14
8237A内部结构
8237包含4个DMA通道和一个公共控制部分。 每个DMA通道包括：
▲基本地址寄存器(16位)、当前地址寄存器(16位)
▲基本字节寄存器(16位) 、当前字节寄存器(16位)
▲请求寄存器位(1位) 、屏蔽寄存器位(1位)
公共控制部分包括：
▲控制寄存器(8位) 、状态寄存器(8位)、暂存寄存器(8位) ▲方式寄存器(8位)