目錄
作業原理
DMA硬體架構
DMA通道的作用
DMA暫存器
DMA出現的目的
作業原理
DMA全拼Direct Memory Access（直接記憶體存取），在傳統的CPU存取資料時會先將資料放到快取暫存器中然后在寫入到指定位置
CPU存取資料流程圖：
CPU經歷了三個步驟，先將記憶體中指定位置上的資料取到資料快取器中，然后在將資料快取器中的內容寫入到記憶體中，總共用了三步來完成記憶體兩天不同地址上的資料寫入
而使用DMA之后就會變得非常簡單，DMA不會放入暫存器，而是直接寫入寫入記憶體，你只需要設定好源地址，目標地址，傳輸量，那么DMA就會開始傳輸資料，但DMA會占用你設備的總線，也就是這個程序中你無法使用總線，需要進行一個控制權轉移，這樣雖然傳輸變快了但是傳輸期間CPU基本上做不了別的事情，但是有些架構已經為DMA提供了一套自己的總線，在DMA傳輸程序中CPU依然可以控制外設，這個控制權轉移不是一直DMA有效的，為了保證CPU也能正常通過系統總線去控制外設，一般會給DMA一定時間然后控制權在切回CPU，然后CPU處理一段時間在切回DMA直到DMA結束才會停止控制權轉移，
DMA硬體架構
以下取自STM32芯片手冊中對DMA的框架描述
- 從上圖可以看到DMA是一個單獨的控制器，并且它有兩個，掛設在AHB總線上，可以看到DMA1 CH1 - CH7也就是可配置的控制通道而DMA2只有5個，CPU通過配置DMA來完成資料傳輸
- 可以看到它們不是使用System總線，而是使用了DMA自己的控制總線，所以這個架構會比使用系統總線的架構要快許多，但是功耗要大于使用系統總線的架構
以下是兩個DMA控制器的結構圖，可以清晰的看到每個通道用于做什么的
DMA1
DMA2
DMA通道的作用
通道是一個小型的IO控制器，每個通道對應控制不同的外設、Memory，可以通過MCU資料手冊里查看你的DMA里的每個通道對應控制的外設，
從上圖給出的通道結構圖中可以看到每個通道IO都支持Uart、SPI、I2C外設功能，值得注意的是這里外設是有編號的，可以在上圖通道中看到，不同的外設由不同的通道程式來控制，如你使用I2C2外設，則需要找到支持I2C2的通道并使用它，其中也可以看到SW trigger (MEM2MEM BIT)這個意思代表支持Memory到Memory之間的通訊，如內部的Sram到Sram，也可以看到上圖中有HW request 4 意味著這個通道支持中斷通知，意思是當這個通道開始作業時會設定對應暫存器里的值，然后產生中斷，我們可以在對應的中斷標志暫存器里讀到哪個通道產生了中斷，以及做了什么事情
如果是對外設進行控制的話記得，如果是內部的Memory到Memory之間傳輸資料的話可以隨便選擇一個通道，因為從上圖的結構可以看出每個通道IO都支持內部Memory
通道可以理解成一個小型的程式，它是一個簡單的IO控制程式，只能處理對應外設之間的資料傳輸，作業之前需要配置DMA里使用哪個通道，可以選擇多個通道，也可以選擇一個通道，這些通道是支持同時作業的，
DMA暫存器
可以看到可以通過上面的通道來配置Uart、SPI、I2C的一些功能，同時看到Internal/Request是內部帶有中斷功能的，具體如何配置還需要看暫存器功能
暫存器介紹
① 中斷類
| 暫存器名 | 作用 |
|---|---|
| DMA_ISR | 中斷狀態暫存器 |
| DMA_IFCR | DMA中斷標志位清除暫存器 |
② 控制傳輸類
| 暫存器名 | 作用 |
|---|---|
| DMA_CCRx | DMA通道x配置暫存器 |
| DMA_CNDTRx | DMA通道x資料數量暫存器 |
| DMA_CPARx | DMA通道x外設地址暫存器 |
| DMA_CMARx | DMA通道x記憶體地址暫存器 |
需要注意上面的暫存器針對DMA1與DMA2都有對應的一組，它們倆不使用一組暫存器控制
可以簡單把DMA理解成CPU的一個傳輸小幫手，CPU通過告訴DMA該傳輸哪些資料，然后由DMA去完成傳輸作業
DMA是一個獨立的控制器，內部有小型芯片來控制的，也有自己的一套架構，一般集成在MCU內部與CPU緊密貼合
DMA出現的目的
DMA的出現就是為了解決CPU在處理大量資料傳輸時的時間耗費成本，在傳輸大資料時CPU會先放到暫存器中這樣的速度會影響效率，速度較慢，同時CPU如果一直忙于傳輸資料就不能去做別的事情了，所以DMA的誕生解決了這個問題，需要值得注意的是在使用DMA之前要看下架構，DMA是否與CPU使用同一總線，若同一總線的情況下是會影響CPU作業效率而非傳輸效率
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