当遇到大量数据传输时，DMA是一个很重要的技术，可以提高传输效率，减轻CPU负担。
一、DMA是什么？
DMA，全称为：Direct Memory Access，即直接存储器访问，DMA 传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。当 CPU 初始化这个传输动作，传输动作本身是由DMA 控制器 来实行和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存区。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延，反而可以被重新排程去处理其他的工作。DMA 传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。DMA 传输方式无需 CPU 直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程，通过硬件为 RAM 与 I/O 设备开辟一条直接传送数据的通路，能使 CPU 的效率大为提高。
STM32 最多有 2 个 DMA 控制器（DMA2 仅存在大容量产品中），DMA1 有 7 个通道。DMA2 有 5个通道。每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的请求。还有一个仲裁起来协调各个 DMA 请求的优先权。
STM32 的 DMA 有以下一些特性：
●每个通道都直接连接专用的硬件 DMA 请求，每个通道都同样支持软件触发。这些功能
通过软件来配置。
●在七个请求间的优先权可以通过软件编程设置(共有四级：很高、高、中等和低)，假如
在相等优先权时由硬件决定(请求 0 优先于请求 1，依此类推) 。
●独立的源和目标数据区的传输宽度(字节、半字、全字)，模拟打包和拆包的过程。源和
目标地址必须按数据传输宽度对齐。
●支持循环的缓冲器管理
●每个通道都有 3 个事件标志(DMA 半传输，DMA 传输完成和 DMA 传输出错)，这 3 个
事件标志逻辑或成为一个单独的中断请求。
●存储器和存储器间的传输
●外设和存储器，存储器和外设的传输
●闪存、SRAM、外设的 SRAM、APB1 APB2 和 AHB 外设均可作为访问的源和目标。
●可编程的数据传输数目：最大为 65536
二、DMA的作用
首先看这句话：DMA可以提供外设和存储器或者存储器和存储器之间的高速数据传输，而无需CPU干预
1.存储器映像
我们知道，单片机的存储器包括ROM和RAM。
ROM（Read Only Memory）是只读存储器，一旦存储了数据就不能被修改。在单片机中，ROM常用于存储程序代码和常量数据。
RAM（Random Access Memory）是随机存取存储器，可以读写数据。在单片机中，RAM通常用于存储程序执行时需要的缓存数据和变量。
以STM32F103C8T6为例：
这里主要说一下flash、SRAM和外设寄存器。
（1）Flash存储器
是一种可编程的非易失性存储器，它的特点是存储容量大，且可以长期保存数据，即使没有电源供应。在单片机中，Flash存储器通常用于存储程序代码和常量数据。程序代码和常量数据一旦存储在Flash中，就可以长期保存，不需要再次加载。
（2）SRAM（Static Random Access Memory）
是一种静态随机存储器，它通常用于暂存数据。它的特点是读写速度快，但存储容量相对较小，且需要持续的电源供应以保持数据的存储。在单片机中，SRAM通常用于存储程序执行时需要的缓存数据和变量。比如定义的变量、数组、结构体等。
（3）单片机的外设寄存器
是用于控制和配置外设的寄存器，它们通常位于单片机内部，可以通过特定的地址和操作方式访问。
外设寄存器的数量和类型取决于单片机的型号和制造商。常见的外设寄存器包括：
GPIO寄存器：用于控制通用输入输出口的状态和配置。
定时器寄存器：用于控制和配置定时器的工作模式、计数器值和中断。
UART寄存器：用于控制和配置串口通信的参数，如波特率、数据位、停止位。
SPI寄存器：用于控制和配置SPI通信的参数，如时钟速率、数据位数等。
ADC寄存器：用于控制和配置模拟数字转换器的参数，如采样率、参考电压等。
PWM寄存器：用于控制和配置PWM输出信号的频率、占空比等参数。
外部中断寄存器：用于配置和控制外部中断的触发方式、优先级等。
2.DMA框图
①ICode和DCode：
ICode指的是指令存储器（Instruction Memory），用于存放CPU指令的存储器。它通常是一种只读存储器（ROM）或闪存（Flash），存储着程序的指令代码。当CPU需要执行指令时，会从ICode中读取指令进行执行。
DCODE指的是数据存储器（Data Memory），也称为数据存储器或数据存储区，是用于存储程序中所使用的变量和数据的存储器。它通常是一种随机访问存储器（RAM），可以进行读写操作。在程序运行时，CPU会将变量和数据存储在DCODE中，当需要读取或修改变量和数据时，CPU会从DCODE中进行读取和写入操作。
②总线：这幅图里大量涉及了关于总线的使用，这里介绍一下：总线矩阵通过连接CPU核、存储器和外设，实现了内部总线的连接和交换。
STM32的总线矩阵通常包括以下几个部分：
AHB总线矩阵：用于连接CPU核、系统总线矩阵和存储器等高速存储器，提供高带宽和低延迟的数据传输。连接着CPU、DMA、SRAM等重要的系统资源。
APB总线矩阵：用于连接外设，提供低带宽和高延迟的数据传输。其中APB1总线连接GPIO、UART、SPI等。它的主频通常是AHB总线的一半，用于低速数据传输和较低性能的操作。
APB2总线针对一些特殊外设的高速总线，如USB OTG、SDIO、CAN等。它的主频通常是AHB总线的一半或一四分之一，用于高速数据传输和高性能操作。
DMA总线矩阵：用于连接DMA控制器和内部总线，实现高速数据传输和复制。
③DMA控制器
（1）DMA1控制器
从外设(TIMx[x=1、2 、3、4] 、ADC1 、SPI1、SPI/I2S2、I2Cx[x=1、2]和USARTx[x=1、2、3])产生的7个请求，通过逻辑或输入到DMA1控制器，这意味着同时只能有一个请求有效。参见下图的DMA1请求映像。
外设的DMA请求，可以通过设置相应外设寄存器中的控制位，被独立地开启或关闭。
（2）DMA2控制器
从外设(TIMx[5、6、7、8]、ADC3、SPI/I2S3、UART4、DAC通道1、2和SDIO)产生的5个请求，经逻辑或输入到DMA2控制器，这意味着同时只能有一个请求有效。参见下图的DMA2请求映像。
外设的DMA请求，可以通过设置相应外设寄存器中的DMA控制位，被独立地开启或关闭。
3.DMA数据转运思路
比如我举一个例子：当我使用温湿度传感器测得温湿度值时，这个数值实际上是经过CPU的处理后被保存到SRAM的一块地址空间中去，而这时我用常规的串口配置，使得这个数据可以被串口打印到PC上去，这个过程实际是CPU再次寻找到指定的保存好的这块地址空间，读取了里面的数值，并通过总线传输数据到串口缓冲区，由串口硬件模块自动从缓冲区中读取数据并进行发送。那么，在我读取温湿度，并把数据用串口发送这个过程，用到了两次CPU的处理，CPU担任了SRAM和串口数据寄存器的中间人的角色。
但是这样无疑增加了CPU的负担，同时数据传输的速度也不快，所以才要用到DMA，使得SRAM和寄存器之间的数据交换不用CPU插手，直接了当。
二、DMA基本结构及相关参数
借用江科大的图：
可以看到，DMA结构中，核心部分是外设寄存器与存储器之间的数据交流，其中涉及了这些参数：方向、起始地址、数据宽度、地址是否自增、计数器、重装、M2M等，DMA可以由硬件或者软件触发，当M2M=1时是软件触发，反之为硬件触发。接下来借助DMA的结构体来分析：
typedef struct
{
u32 DMA_PeripheralBaseAddr;
u32 DMA_MemoryBaseAddr;
u32 DMA_DIR;
u32 DMA_BufferSize;
u32 DMA_PeripheralInc;
u32 DMA_MemoryInc;
u32 DMA_PeripheralDataSize;
u32 DMA_MemoryDataSize;
u32 DMA_Mode;
u32 DMA_Priority;
u32 DMA_M2M;
} DMA_InitTypeDef;
DMA_PeripheralBaseAddr：该参数用以定义 DMA 外设基地址
DMA_MemoryBaseAddr：该参数用以定义 DMA 内存基地址
DMA_DIR：规定外设是作为数据传输的目的地还是来源（数据传输方向），该参数的取值范围如下表。
DMA_BufferSize：用以定义指定 DMA 通道的 DMA 缓存的大小，单位为数据单位。根据传输方向，数据单位等于结构中参数 DMA_PeripheralDataSize 或者参数 DMA_MemoryDataSize 的值。
DMA_PeripheralInc：用来设定外设地址寄存器递增与否
DMA_MemoryInc：用来设定内存地址寄存器递增与否
DMA_PeripheralDataSize：设定了外设数据宽度。该参数的取值范围如下表。
DMA_MemoryDataSize：设定了外设数据宽度。该参数的取值范围如下表。
DMA_Mode：设置了 DMA 的工作模式。该参数的取值范围如下表。
注意：当指定 DMA 通道数据传输配置为内存到内存时，不能使用循环缓存模式。
DMA_Priority：设定 DMA 通道 x 的软件优先级。该参数的取值范围如下表。
DMA_M2M：使能 DMA 通道的内存到内存传输。该参数的取值范围如下表。
这就是DMA的结构体变量的配置信息。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-759982.html
总结
DMA只是一种技术，还要把他和具体的外设结合起来，才能发挥其最大的作用，下一篇我将利用DMA和串口进行数据的收发。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-759982.html
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