news 2026/6/9 23:35:52

小白也能看懂!从底层原理深入理解DMA控制器的内部架构图及其构成,加深对DMA的掌控

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
小白也能看懂!从底层原理深入理解DMA控制器的内部架构图及其构成,加深对DMA的掌控

如果对芯片架构图和DMA不熟悉可以看看下面两篇文章,对本篇文章的理解有所帮助





DMA初学者必看!帮小白从系统CPU层理解DMA原理-CSDN博客认识芯片架构图和总线矩阵以及FIFO的作用-CSDN博客

了解DMA内部的构成

a.DMA控制器在MCU内部是一个AMBA advcanced high-performance bus(AHB) Master。

b.DMA控制器和AHB有三个接口:

  • 一个Slave接口(用于CPU对它进行编程)

  • 两个Master接口,允许将DMA去开启两个AHB总线上两个从设备之间的信号通信。

c.每个DMA都具有8个Streams

  • i.每个Stream都只能单向传输

  • ii.Steam可被配置的模式

    • 从内存到外设

    • 从外设到内存

    • 从内存到内存

DMA功能框图

DMA既然是Master , 又有slave接口不是冲突了吗?

实则不然 , DMA如果想要开始工作 , 就需要CPU对其内部寄存器进行编程 ,如果没有slave接口, 内部寄存器就没办法被设置, 所以需要slave接口让CPU通过AHB总线对寄存器/计算器进行编程

STREAM流&FIFO

假设现在UART有数据要传输到SRAM , 如图所示 , 会进入到一个特定的Stream流 , 通过这个Stream流传输到SRAM里 , 如果SRAM里暂时有数据,那么数据就会暂存到FIFO里,等待接收完毕

如果此时不碰巧 , 又有一个SPI的数据要传输过来, 那么高优先级的数据会先传输 , 低优先级的数据会在FIFO里等待

每一个STREAM流在某一刻只能执行单项传输

每个stream会有八个通道 , 每个通道都能产生DMA的Request , 产生了Request之后 , 它就会去触发Stream的数据流动

在项目布局的时候,不能只管外面的外设具体用哪一个 , 还要管内部的DMA是怎么去触发的,他们的触发关系也是你在设计架构的时候 , 必须去考虑的 , 跟硬件人员沟通的时候, DMA的这条暗线是必须沟通的

系统架构图:

仲裁

假如Stream1 和Stream2 同时过来了

首先判断的规则是通过软件进行

在软件当中 , 会设置DMASXCR寄存器 , 为每一个stream流设置优先级

如果Stream2的优先级比Stream1的优先级高,所以Stream2置起

如果Stream2 和Stream1 的优先级都是very high

这个时候就看硬件了,谁的 Stream的数字小谁就先置起

DMA FIFO的应用

AHB总线一个字的宽度就是32位

当FIFO存放了四个字节刚刚好是32位,那么它会被一起被放到AHB总线上 ,然后运到Memory里 , 这样AHB总线就只被打断了一次 , 并且一个周期内就能传递完成

FIFO一般是存放两个字节的大小

FIFO的作用:

1,减少AHB带宽的占用减少AHB总线的仲裁,让CPU能够在AHB总线上占用更大的带宽不需要和DMA经常竞争总线。(DMA接收数据时可以旁路AHB总线)

2,减少溢出,在需要动态扩展内存时,DMA会暂存数据进入FIFO,给CPU执行动态扩展内存争取时间,防止溢出。

3、DMA多路Stream仲裁时,FIFO可以多路Stream缓冲,极大提高并发性。

Burst介绍:

DMA控制器可以生成单次传输或增量突发传输,传输的节拍数为4、8或16.为了确保数据一致性,构成突发传输的每组传输都是不可分割的:AHB传输被锁定,AHB总线矩阵的仲裁器在突发传输序列期间不会撤销DMA主设备的授权。

作用:

可以通过Brust进行多个寄存器的同时修改,在M2P时同时配置多个定时器

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/6/8 9:34:00

draw.io 默认字体太丑?用这一招瞬间变高级!

背景 draw.io 是一款简洁、高效的画图工具,但其默认可选字体较为有限:如果你想在图表中使用自己喜欢的字体(如第三方中文字体),往往会发现列表里压根找不到。要解决这一问题,必须先了解:draw.io…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/10 2:16:51

领域驱动设计:构建业务与技术的桥梁

领域驱动设计:构建业务与技术的桥梁 【免费下载链接】geektime-books :books: 极客时间电子书 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ge/geektime-books 在数字化浪潮席卷各行各业的今天,我们面临着一个共同的挑战:如何在快…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/9 16:18:10

办理无线充 FCC 认证需要准备什么材料?

无线充办理 FCC 认证需区分具体类型,若为仅含电磁感应的普通无线充(无主动射频发射),走SDoC模式;若集成蓝牙 / Wi-Fi 等无线通信功能,则需走FCC ID模式,两类认证所需材料有明确差异,…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/9 12:51:29

算法题 设计哈希集合

设计哈希集合 问题描述 不使用任何内建的哈希表库设计一个哈希集合(HashSet)。 实现 MyHashSet 类: void add(key) 向哈希集合中插入一个值 key。bool contains(key) 返回哈希集合中是否包含这个值 key。void remove(key) 将给定值 key 从哈希…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/7 20:20:59

如何快速掌握自主移动机器人:从入门到实战的完整指南

如何快速掌握自主移动机器人:从入门到实战的完整指南 【免费下载链接】划重点自主移动机器人导论.pdf资源介绍 《自主移动机器人导论.pdf》是一本系统梳理自主移动机器人知识的实用指南,涵盖基本概念、技术原理、发展历程及应用前景等内容。本书语言通俗…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/8 14:15:55

C++并发编程工作窃取算法:彻底搞懂memory_order_acquire/release

案例它实现了一个基于**工作窃取算法(Work-Stealing Algorithm)**的线程池系统,这是一种优雅而高效的动态负载均衡策略。其核心思想简单而深刻:当一个线程完成了自己的任务后,它不会闲着,而是会主动去"窃取"其他仍在忙碌的线程的任务来执行。这种机制确保了所有…

作者头像 李华