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STM32G4系列MCU的Direct memory access controller (DMA)功能之一

article 2024/12/4 18:11:25

概述

1 DMA介绍

1.1 DMA的描述

1.2 DMA的主要特性

2 DMA的应用

2.1 DMA1和DMA2

2.2 DMA的映射关系

3 DMA的功能描述

3.1 架构框图

3.2 DMA引脚和内部信号

3.3 DMA传输数据

3.4 DMA仲裁

概述

本文主要介绍STM32G4MCU的DMA功能，包括功能概述，应用特性，框架结构等内容。

1 DMA介绍

1.1 DMA的描述

直接存储器存取（DMA）控制器是总线主机和系统外围设备。DMA被用来在内存映射外设和/或存储器之间执行可编程的数据传输，在一个卸载的CPU的控制下。
DMA控制器具有单个AHB主架构。

DMA有两个实例，DMA1和DMA2（参见下表:DMA1和DMA2实现，了解支持的通道数量）。每个通道专门用于管理来自一个或多个外设的内存访问请求。每个DMA包括一个仲裁器，用于处理DMA请求之间的优先级。

1.2 DMA的主要特性

• 单AHB主控
• 外设到存储器，存储器到外设，存储器到存储器和外设到外设的数据传输
• 访问，作为源和目标，到片上内存映射设备，如闪存，SRAM， AHB和APB外设

所有DMA通道独立配置：

1）每个通道要么与来自外设的DMA请求信号相关联，要么与内存到内存传输中的软件触发器相关联。该配置由软件完成。

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2）请求之间的优先级可以通过软件（每个通道有四个级别：非常高、高、中、低）和硬件（例如对通道1的请求比对通道2的请求具有优先级）进行编程。

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3）源和目标的传输大小是独立的（字节，半字，字），模拟打包和拆包。源地址和目的地址必须在数据大小上保持一致。

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4）支持通过循环缓冲区管理从外设到内存的传输

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5）可编程传输数据数： 0 ~ $2^{16}-1$

每个通道生成一个中断请求。每个中断请求都是由三种DMA事件中的任何一种引起的：传输完成、传输一半或传输错误。

2 DMA的应用

2.1 DMA1和DMA2

DMA1和DMA2是用下表所示的硬件配置参数实现的。

2.2 DMA的映射关系

DMA控制器通过DMAMUX外设连接到来自AHB/APB外设的DMA请求。有关不同请求的映射，请参阅DMAMUX部分。

3 DMA的功能描述

3.1 架构框图

DMA框图如下图所示。

DMA控制器通过与其他系统主机共享AHB系统总线来执行直接内存传输。总线矩阵实现了循环调度。DMA请求可能会停止CPU对系统总线的访问数个总线周期，当CPU和DMA目标相同的目的地（内存或外设）。

根据其通过AHB从接口的配置，DMA控制器在DMA通道及其相关的接收请求之间进行仲裁。DMA控制器还在单个AHB端口主机上调度DMA数据传输。

DMA控制器为每个到中断控制器的通道生成一个中断。

3.2 DMA引脚和内部信号

3.3 DMA传输数据

该软件在通道级配置DMA控制器，以便执行由AHB总线传输序列组成的块传输。DMA块传输可以从外设请求，或者在存储器到存储器传输的情况下由软件触发。

事件发生后，发生单个DMA传输的以下步骤：

1. 外设向DMA控制器发送单个DMA请求信号。
2. DMA控制器根据与此外设请求相关联的通道的优先级为请求提供服务。

3. 一旦DMA控制器授予外设，DMA控制器就会向外设发送一个确认。
4. 外设一旦得到DMA控制器的确认，就释放它的请求。
5. 一旦请求被外设解除断言，DMA控制器就释放确认。

外设可以再发出一个请求并启动另一个DMA传输。

当外设是传输的源或目的地时，使用请求/确认协议。例如，在内存到外设传输的情况下，外设通过将其单个请求信号驱动到DMA控制器来启动传输。DMA控制器从内存中读取单个数据，并将该数据写入外设。

对于给定的通道x， DMA块传输由以下重复序列组成：

1）单个DMA传输，在DMA上封装单个数据的两个AHB传输AHB总线主：

---1）从外设数据寄存器或存储器中读取的单个数据（字节、半字或字）内存中的位置，通过内部当前外设/内存地址寄存器寻址。第一次单次传输使用的起始地址是外设或内存，并在DMA_CPARx或DMA_CMARx中编程注册。

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---2）向外设数据寄存器或存储器中的某个位置写入单个数据（字节、半字或字），通过内部当前外设/存储器地址寄存器寻址。用于第一次传输的起始地址是外设或内存的基址，并在DMA_CPARx或DMA_CMARx寄存器中编程。

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2）编程后的DMA_CNDTRx寄存器的后递减这个寄存器包含要传输的数据项的剩余数量（AHB的数量）“先读后写”传输)。

重复这个序列，直到DMA_CNDTRx为空。