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而不需要和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