第16講_DMA機(jī)制

1、河南大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院授課人：金勇234nDMA (Direct Memory Access)技術(shù)是一種高速的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是一種高速的數(shù)據(jù)傳輸方式，允許在外部設(shè)備和存儲(chǔ)器之間、存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器方式，允許在外部設(shè)備和存儲(chǔ)器之間、存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間等之間等直接傳輸直接傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。nDMA方式方式傳輸特點(diǎn)傳輸特點(diǎn) q中斷方式下，中斷方式下，CPU需要執(zhí)行多條指令，占用一定的時(shí)間；而需要執(zhí)行多條指令，占用一定的時(shí)間；而DMA傳送傳送1個(gè)字節(jié)只占用個(gè)字節(jié)只占用CPU的的1個(gè)總線周期。個(gè)總線周期。 qDMA的響應(yīng)速度比中斷快。的響應(yīng)速度比中斷快。IO設(shè)備發(fā)出中斷請(qǐng)求后，設(shè)備發(fā)出中斷請(qǐng)求后，CPU要

2、執(zhí)要執(zhí)行完當(dāng)前指令后才給予響應(yīng)并且要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，而行完當(dāng)前指令后才給予響應(yīng)并且要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，而DMA請(qǐng)求是在總請(qǐng)求是在總線周期執(zhí)行完后即可響應(yīng)。線周期執(zhí)行完后即可響應(yīng)。 q對(duì)于快速的對(duì)于快速的IO設(shè)備，中斷方式，其傳輸速度已無法滿足要求。設(shè)備，中斷方式，其傳輸速度已無法滿足要求。必須采用必須采用DMA方式來完成快速方式來完成快速IO設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送的操作。設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送的操作。 5 DMA 傳輸將數(shù)據(jù)從一個(gè)地址空間復(fù)制到另外一個(gè)地址空間。傳輸將數(shù)據(jù)從一個(gè)地址空間復(fù)制到另外一個(gè)地址空間。當(dāng)當(dāng) CPU 初始化這個(gè)傳輸動(dòng)作，傳輸動(dòng)作本身是由初始化這個(gè)傳輸動(dòng)作，傳輸動(dòng)作本身是由 DMA 控制器控制器來實(shí)行和

3、完成。來實(shí)行和完成。 典型的例子就是移動(dòng)一個(gè)外部?jī)?nèi)存的區(qū)塊到芯片內(nèi)部更快的內(nèi)典型的例子就是移動(dòng)一個(gè)外部?jī)?nèi)存的區(qū)塊到芯片內(nèi)部更快的內(nèi)存區(qū)。像這樣的操作并沒有讓處理器工作拖延，反而可以被重新存區(qū)。像這樣的操作并沒有讓處理器工作拖延，反而可以被重新排程去處理其他的工作。排程去處理其他的工作。DMA 傳輸對(duì)于高效能嵌入式系統(tǒng)算法傳輸對(duì)于高效能嵌入式系統(tǒng)算法和網(wǎng)絡(luò)是很重要的。和網(wǎng)絡(luò)是很重要的。 在實(shí)現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)DMA傳輸時(shí)，是由傳輸時(shí)，是由DMA控制器直接掌管總線，因此，控制器直接掌管總線，因此，存在著一個(gè)總線控制權(quán)轉(zhuǎn)移問題。即存在著一個(gè)總線控制權(quán)轉(zhuǎn)移問題。即DMA傳輸前，傳輸前，CPU要把總線要把總線控制

4、權(quán)交給控制權(quán)交給DMA控制器，而在結(jié)束控制器，而在結(jié)束DMA傳輸后，傳輸后，DMA控制器應(yīng)控制器應(yīng)立即把總線控制權(quán)再交回給立即把總線控制權(quán)再交回給CPU。6nHOLD和和HLDA用于用于DMA方式請(qǐng)求和響應(yīng)，方式請(qǐng)求和響應(yīng)，DMAC（DMA控制器）是控制器）是DMA傳送的核心電路。傳送的核心電路。 DMA傳送過程傳送過程一般分為如下四個(gè)階段：一般分為如下四個(gè)階段： q請(qǐng)求階段；請(qǐng)求階段；q響應(yīng)階段；響應(yīng)階段；q數(shù)據(jù)傳輸階段；數(shù)據(jù)傳輸階段；q傳輸結(jié)束階段。傳輸結(jié)束階段。71）DMA請(qǐng)求請(qǐng)求CPU對(duì)對(duì)DMA控制器初始化，并向控制器初始化，并向I/O接口發(fā)出接口發(fā)出操作命令，操作命令，I/O接口提出

5、接口提出DMA請(qǐng)求。請(qǐng)求。82）DMA響應(yīng)響應(yīng)DMA控制器對(duì)控制器對(duì)DMA請(qǐng)求判別優(yōu)先級(jí)及屏蔽，向總線請(qǐng)求判別優(yōu)先級(jí)及屏蔽，向總線裁決邏輯提出總線請(qǐng)求。當(dāng)裁決邏輯提出總線請(qǐng)求。當(dāng)CPU執(zhí)行完當(dāng)前總線周期即執(zhí)行完當(dāng)前總線周期即可釋放總線控制權(quán)。此時(shí)，總線裁決邏輯輸出總線應(yīng)答，可釋放總線控制權(quán)。此時(shí)，總線裁決邏輯輸出總線應(yīng)答，表示表示DMA已經(jīng)響應(yīng)，通過已經(jīng)響應(yīng)，通過DMA控制器通知控制器通知I/O接口開始接口開始DMA傳輸。傳輸。93）DMA傳輸傳輸DMA控制器獲得總線控制權(quán)后，控制器獲得總線控制權(quán)后，CPU即刻掛起或只執(zhí)行內(nèi)部操作，即刻掛起或只執(zhí)行內(nèi)部操作，由由DMA控制器輸出讀寫命令，直接控

6、制控制器輸出讀寫命令，直接控制RAM與與I/O接口進(jìn)行接口進(jìn)行DMA傳輸。傳輸。 在在DMA控制器的控制下，在存儲(chǔ)器和外部設(shè)備之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)控制器的控制下，在存儲(chǔ)器和外部設(shè)備之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，在傳送過程中不需要中央處理器的參與。開始時(shí)需提供要傳送傳送，在傳送過程中不需要中央處理器的參與。開始時(shí)需提供要傳送的數(shù)據(jù)的起始位置和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。的數(shù)據(jù)的起始位置和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。104）DMA結(jié)束結(jié)束當(dāng)完成規(guī)定的成批數(shù)據(jù)傳送后，當(dāng)完成規(guī)定的成批數(shù)據(jù)傳送后，DMA控制器即釋放總線控制權(quán)，控制器即釋放總線控制權(quán)，并向并向I/O接口發(fā)出結(jié)束信號(hào)。當(dāng)接口發(fā)出結(jié)束信號(hào)。當(dāng)I/O接口收到結(jié)束信號(hào)后，一方面停止接口收到結(jié)

7、束信號(hào)后，一方面停止I/O設(shè)備的工作，另一方面向設(shè)備的工作，另一方面向CPU提出中斷請(qǐng)求，并執(zhí)行一段檢查本提出中斷請(qǐng)求，并執(zhí)行一段檢查本次次DMA傳輸操作正確性的代碼。最后，帶著本次操作結(jié)果及狀態(tài)繼續(xù)傳輸操作正確性的代碼。最后，帶著本次操作結(jié)果及狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。執(zhí)行原來的程序。由此可見，由此可見，DMA傳輸方式無需傳輸方式無需CPU直接控制傳輸，也沒有中斷直接控制傳輸，也沒有中斷處理方式那樣保留現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)處理方式那樣保留現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的過程，通過硬件為場(chǎng)的過程，通過硬件為RAM與與I/O設(shè)備開辟一條直接傳送數(shù)據(jù)設(shè)備開辟一條直接傳送數(shù)據(jù)的通路，使的通路，使CPU的效率大為提高。的效率大

8、為提高。 111）停止）停止CPU訪問內(nèi)存訪問內(nèi)存 當(dāng)外圍設(shè)備要求傳送一批數(shù)據(jù)時(shí)，由當(dāng)外圍設(shè)備要求傳送一批數(shù)據(jù)時(shí)，由DMA控制器發(fā)一個(gè)控制器發(fā)一個(gè)停止信號(hào)停止信號(hào)給給CPU，要求，要求CPU放棄對(duì)地址總線、數(shù)據(jù)總線和有關(guān)控制總線的使用放棄對(duì)地址總線、數(shù)據(jù)總線和有關(guān)控制總線的使用權(quán)權(quán)DMA控制器獲得總線控制權(quán)以后，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送在一批數(shù)控制器獲得總線控制權(quán)以后，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送在一批數(shù)據(jù)傳送完畢后，據(jù)傳送完畢后，DMA控制器通知控制器通知CPU可以使用內(nèi)存，并把總線控制權(quán)可以使用內(nèi)存，并把總線控制權(quán)交還給交還給CPU在這種在這種DMA傳送過程中，傳送過程中，CPU基本處于不工作狀態(tài)或者基本處于

9、不工作狀態(tài)或者保持狀態(tài)保持狀態(tài) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 控制簡(jiǎn)單，它適用于數(shù)據(jù)控制簡(jiǎn)單，它適用于數(shù)據(jù)傳輸率很高的設(shè)備進(jìn)行成組傳送。傳輸率很高的設(shè)備進(jìn)行成組傳送。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): 在在DMA控制器訪內(nèi)階段，控制器訪內(nèi)階段，內(nèi)存的效能沒有充分發(fā)揮，相當(dāng)內(nèi)存的效能沒有充分發(fā)揮，相當(dāng)一部分內(nèi)存工作周期是空閑的。一部分內(nèi)存工作周期是空閑的。這是因?yàn)椋鈬O(shè)備傳送兩個(gè)數(shù)這是因?yàn)?，外圍設(shè)備傳送兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的間隔一般總是大于內(nèi)存據(jù)之間的間隔一般總是大于內(nèi)存存儲(chǔ)周期，即使高速存儲(chǔ)周期，即使高速I/O設(shè)備也是設(shè)備也是如此。如此。122）周期挪用：）周期挪用： 當(dāng)當(dāng)I/O設(shè)備沒有設(shè)備沒有DMA請(qǐng)求時(shí)，請(qǐng)求時(shí)，CPU按程序要求訪問按

10、程序要求訪問內(nèi)存；一旦內(nèi)存；一旦I/O設(shè)備有設(shè)備有DMA請(qǐng)求，則由請(qǐng)求，則由I/O設(shè)備挪用一個(gè)設(shè)備挪用一個(gè)或幾個(gè)內(nèi)存周期?；驇讉€(gè)內(nèi)存周期。13I/O設(shè)備要求設(shè)備要求DMA傳送時(shí)可能遇到兩種情況：傳送時(shí)可能遇到兩種情況： (1)此時(shí)此時(shí)CPU不需要訪內(nèi)，如不需要訪內(nèi)，如CPU正在執(zhí)行乘法指令。由于乘正在執(zhí)行乘法指令。由于乘法指令執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)法指令執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)I/O訪內(nèi)與訪內(nèi)與CPU訪內(nèi)沒有沖突，即訪內(nèi)沒有沖突，即I/O設(shè)設(shè)備挪用一二個(gè)內(nèi)存周期對(duì)備挪用一二個(gè)內(nèi)存周期對(duì)CPU執(zhí)行程序沒有任何影響。執(zhí)行程序沒有任何影響。 (2)I/O設(shè)備要求訪內(nèi)時(shí)設(shè)備要求訪內(nèi)時(shí)CPU也要求訪內(nèi)，這就產(chǎn)生了

11、訪內(nèi)沖突，也要求訪內(nèi)，這就產(chǎn)生了訪內(nèi)沖突，在這種情況下在這種情況下I/O設(shè)備訪內(nèi)優(yōu)先，因?yàn)樵O(shè)備訪內(nèi)優(yōu)先，因?yàn)镮/O訪內(nèi)有時(shí)間要求，前一個(gè)訪內(nèi)有時(shí)間要求，前一個(gè)I/O數(shù)據(jù)必須在下一個(gè)訪內(nèi)請(qǐng)求到來之前存取完畢。顯然，在這種數(shù)據(jù)必須在下一個(gè)訪內(nèi)請(qǐng)求到來之前存取完畢。顯然，在這種情況下情況下I/O設(shè)備挪用一二個(gè)內(nèi)存周期，意味著設(shè)備挪用一二個(gè)內(nèi)存周期，意味著CPU延緩了對(duì)指令的延緩了對(duì)指令的執(zhí)行，或者更明確地說，在執(zhí)行，或者更明確地說，在CPU執(zhí)行訪內(nèi)指令的過程中插入執(zhí)行訪內(nèi)指令的過程中插入DMA請(qǐng)求，挪用了一二個(gè)內(nèi)存周期。請(qǐng)求，挪用了一二個(gè)內(nèi)存周期。2）周期挪用：）周期挪用： 周期挪用的方法既實(shí)現(xiàn)了周

12、期挪用的方法既實(shí)現(xiàn)了I/O傳送，又傳送，又較好地發(fā)揮了內(nèi)存和較好地發(fā)揮了內(nèi)存和CPU的效率，是一的效率，是一種廣泛采用的方法。但是種廣泛采用的方法。但是I/O設(shè)備每一設(shè)備每一次周期挪用都有申請(qǐng)總線控制權(quán)、建立次周期挪用都有申請(qǐng)總線控制權(quán)、建立線控制權(quán)和歸還總線控制權(quán)的過程，所線控制權(quán)和歸還總線控制權(quán)的過程，所以傳送一個(gè)字對(duì)內(nèi)存來說要占用一個(gè)周以傳送一個(gè)字對(duì)內(nèi)存來說要占用一個(gè)周期，但對(duì)期，但對(duì)DMA控制器來說一般要控制器來說一般要25個(gè)個(gè)內(nèi)存周期內(nèi)存周期(視邏輯線路的延遲而定視邏輯線路的延遲而定)。因。因此，周期挪用的方法適用于此，周期挪用的方法適用于I/O設(shè)備讀設(shè)備讀寫周期大于內(nèi)存存儲(chǔ)周期的情

13、況。寫周期大于內(nèi)存存儲(chǔ)周期的情況。143）DMA與與CPU交替訪內(nèi)交替訪內(nèi) 如果如果CPU的工作周期比內(nèi)存存取周期長(zhǎng)很多，此時(shí)采用交替訪內(nèi)的工作周期比內(nèi)存存取周期長(zhǎng)很多，此時(shí)采用交替訪內(nèi)的方法可以使的方法可以使DMA傳送和傳送和CPU同時(shí)發(fā)揮最高的效率。同時(shí)發(fā)揮最高的效率。 假設(shè)假設(shè)CPU工作周期為工作周期為1.2s，內(nèi)存存取周期小于，內(nèi)存存取周期小于0.6s，那么一個(gè)，那么一個(gè)CPU周期可分為周期可分為C1和和C2兩個(gè)分周期，其中兩個(gè)分周期，其中C1供供DMA控制器訪內(nèi)，控制器訪內(nèi)，C2專供專供CPU訪內(nèi)。訪內(nèi)。153）DMA與與CPU交替訪內(nèi)交替訪內(nèi) 這種方式不需要總線使用權(quán)的申請(qǐng)、建立和

14、歸還過程，總線這種方式不需要總線使用權(quán)的申請(qǐng)、建立和歸還過程，總線使用權(quán)是通過使用權(quán)是通過C1和和C2分時(shí)制分時(shí)制的。的。CPU和和DMA控制器各自有自己控制器各自有自己的訪內(nèi)地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和讀的訪內(nèi)地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和讀/寫信號(hào)等控制寄存器。在寫信號(hào)等控制寄存器。在C1周期中，如果周期中，如果DMA控制器有訪內(nèi)請(qǐng)求，可將地址、數(shù)據(jù)等信號(hào)送控制器有訪內(nèi)請(qǐng)求，可將地址、數(shù)據(jù)等信號(hào)送到總線上。在到總線上。在C2周期中，如周期中，如CPU有訪內(nèi)請(qǐng)求，同樣傳送地址、數(shù)有訪內(nèi)請(qǐng)求，同樣傳送地址、數(shù)據(jù)等信號(hào)。事實(shí)上，對(duì)于總線，這是用據(jù)等信號(hào)。事實(shí)上，對(duì)于總線，這是用C1，C2控制的一個(gè)控制的一

15、個(gè)多路轉(zhuǎn)多路轉(zhuǎn)換器換器，這種總線控制權(quán)的轉(zhuǎn)移幾乎不需要什么時(shí)間，所以對(duì)，這種總線控制權(quán)的轉(zhuǎn)移幾乎不需要什么時(shí)間，所以對(duì)DMA傳送來講效率是很高的。傳送來講效率是很高的。 這種傳送方式又稱為這種傳送方式又稱為“透明的透明的DMA”方式，其來由是這種方式，其來由是這種DMA傳送對(duì)傳送對(duì)CPU來說，如同透明的玻璃一般，沒有任何感覺或影來說，如同透明的玻璃一般，沒有任何感覺或影響。在透明的響。在透明的DMA方式下工作，方式下工作，CPU既不停止主程序的運(yùn)行，也既不停止主程序的運(yùn)行，也不進(jìn)入等待狀態(tài)，是一種高效率的工作方式。當(dāng)然，相應(yīng)的硬件不進(jìn)入等待狀態(tài)，是一種高效率的工作方式。當(dāng)然，相應(yīng)的硬件邏輯也就

16、更加復(fù)雜。邏輯也就更加復(fù)雜。 1617 S3C2410 S3C2410芯片的芯片的DMADMA系統(tǒng)擁有系統(tǒng)擁有4 4個(gè)獨(dú)立通道的個(gè)獨(dú)立通道的DMADMA控制控制器器，每個(gè)通道的，每個(gè)通道的DMADMA控制器都可以控制處理芯片內(nèi)部與內(nèi)控制器都可以控制處理芯片內(nèi)部與內(nèi)部之間、芯片內(nèi)部與外部之間、芯片外部與外部之間的數(shù)據(jù)部之間、芯片內(nèi)部與外部之間、芯片外部與外部之間的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸。 每一個(gè)每一個(gè)DMADMA通道都可以處理以下通道都可以處理以下4 4種情況的種情況的DMADMA操作操作： n1 1）源設(shè)備和目的設(shè)備都在內(nèi)部系統(tǒng)總線上。）源設(shè)備和目的設(shè)備都在內(nèi)部系統(tǒng)總線上。n2 2）源設(shè)備在內(nèi)部系統(tǒng)總

17、線上，目的設(shè)備在外部總線上。）源設(shè)備在內(nèi)部系統(tǒng)總線上，目的設(shè)備在外部總線上。n3 3）源設(shè)備在外部總線上，目的設(shè)備在內(nèi)部系統(tǒng)總線上。）源設(shè)備在外部總線上，目的設(shè)備在內(nèi)部系統(tǒng)總線上。n4 4）源設(shè)備和目的設(shè)備都在外部總線上。）源設(shè)備和目的設(shè)備都在外部總線上。18請(qǐng)求源請(qǐng)求源0 0請(qǐng)求源請(qǐng)求源1 1請(qǐng)求源請(qǐng)求源2 2請(qǐng)求源請(qǐng)求源3 3請(qǐng)求源請(qǐng)求源4 4通道通道0 0nXDREQ0nXDREQ0UART0UART0SDISDITimerTimerUSBUSB設(shè)備設(shè)備EP1EP1通道通道1 1nXDREQ1nXDREQ1UART1UART1I2SSDII2SSDISPI0SPI0USBUSB設(shè)備設(shè)備E

18、P2EP2通道通道2 2I2SSDOI2SSDOI2SSDII2SSDISDISDITimerTimerUSBUSB設(shè)備設(shè)備EP3EP3通道通道3 3UART2UART2SDISDISPI1SPI1TimerTimerUSBUSB設(shè)備設(shè)備EP4EP4在在H/WH/W請(qǐng)求模式（硬件請(qǐng)求模式）下，請(qǐng)求模式（硬件請(qǐng)求模式）下，S3C2410S3C2410芯片中的芯片中的4 4個(gè)個(gè)DMADMA通道的每一個(gè)通道都可以從通道的每一個(gè)通道都可以從5 5個(gè)個(gè)DMADMA源中選擇一個(gè)源中選擇一個(gè)DMADMA請(qǐng)求源。但請(qǐng)求源。但在在S/WS/W請(qǐng)求模式（軟件請(qǐng)求模式）下，請(qǐng)求模式（軟件請(qǐng)求模式）下，DMADMA請(qǐng)

19、求源就沒有任何意義請(qǐng)求源就沒有任何意義?！咀⒆ⅰ縩XDREQ0和和nXDREQ1表示兩個(gè)外部源（外部設(shè)備），表示兩個(gè)外部源（外部設(shè)備），I2SSDO和和I2SSDI分別表示分別表示IIS 的發(fā)送和接收。的發(fā)送和接收。19qDMADMA請(qǐng)求模式請(qǐng)求模式：表明一個(gè)：表明一個(gè)DMADMA操作是由誰(shuí)發(fā)起的。操作是由誰(shuí)發(fā)起的。 S3C2410S3C2410芯片支持芯片支持2 2種種DMADMA請(qǐng)求模式：請(qǐng)求模式：qS/WS/W請(qǐng)求模式請(qǐng)求模式qH/WH/W請(qǐng)求模式請(qǐng)求模式 qDMADMA傳輸模式傳輸模式：描述：描述DMADMA操作觸發(fā)后，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐讲僮饔|發(fā)后，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。DMADMA傳輸模式也有

20、傳輸模式也有2 2種：種：q詢問模式（詢問模式（demand modedemand mode）q握手模式（握手模式（handshake modehandshake mode）qDMADMA服務(wù)模式服務(wù)模式：描述了傳輸操作如何結(jié)束。：描述了傳輸操作如何結(jié)束。 q單獨(dú)服務(wù)模式單獨(dú)服務(wù)模式q整體服務(wù)模式整體服務(wù)模式20S3C2410S3C2410芯片的芯片的DMADMA操作可以用包含三個(gè)狀態(tài)的操作可以用包含三個(gè)狀態(tài)的有限狀有限狀態(tài)機(jī)（態(tài)機(jī)（finite state machinefinite state machine，F(xiàn)SMFSM）來表述，具體描述如來表述，具體描述如下：下：q狀態(tài)狀態(tài)1 1（st

21、ate-1state-1）：）：初始狀態(tài)，初始狀態(tài)，DMADMA等待等待DMADMA請(qǐng)求。若請(qǐng)求到達(dá)請(qǐng)求。若請(qǐng)求到達(dá)，進(jìn)入狀態(tài)，進(jìn)入狀態(tài) 2 2。此階段，。此階段，DMAACKDMAACK和和 INTREQINTREQ都為都為 0 0。q狀態(tài)狀態(tài)2 2（state-2state-2）：）：在此狀態(tài)，在此狀態(tài)，DMAACKDMAACK變?yōu)樽優(yōu)?1 1， 計(jì)數(shù)器的值（計(jì)數(shù)器的值（CURR_TCCURR_TC）從）從 DCON19:0DCON19:0寄存器加載。寄存器加載。 注意：注意：DMAACKDMAACK仍然為仍然為 1 1，直到它隨后被清，直到它隨后被清 0 0。q狀態(tài)狀態(tài)3 3（state

22、-3state-3）：）：在此狀態(tài)，對(duì)在此狀態(tài)，對(duì) DMADMA進(jìn)行原子操作的進(jìn)行原子操作的 subFSMsubFSM（子狀態(tài)機(jī)）被初始化。（子狀態(tài)機(jī)）被初始化。subFSMsubFSM（子狀態(tài)機(jī)）從源地址讀取數(shù)據(jù)（子狀態(tài)機(jī)）從源地址讀取數(shù)據(jù)然后將數(shù)據(jù)寫入目的地址。在此操作中，要考慮數(shù)據(jù)大小和傳輸然后將數(shù)據(jù)寫入目的地址。在此操作中，要考慮數(shù)據(jù)大小和傳輸?shù)牡?尺寸尺寸21注意：注意：在單獨(dú)服務(wù)模式下，主狀態(tài)機(jī)的三個(gè)狀態(tài)執(zhí)行完后，在單獨(dú)服務(wù)模式下，主狀態(tài)機(jī)的三個(gè)狀態(tài)執(zhí)行完后，DMA通道就會(huì)通道就會(huì)停止操作，然后等待另一個(gè)停止操作，然后等待另一個(gè)DMA REQ信號(hào)。如果有另一個(gè)信號(hào)。如果有另一個(gè)DM

23、A REQ信號(hào)，信號(hào)，DMA將重復(fù)這樣的三個(gè)狀態(tài)。因此，每個(gè)基本的將重復(fù)這樣的三個(gè)狀態(tài)。因此，每個(gè)基本的DMA傳傳輸過程中設(shè)置輸過程中設(shè)置 DMA ACK信號(hào)有效或無效。信號(hào)有效或無效。在整體服務(wù)模式中，主狀態(tài)機(jī)一直在狀態(tài)在整體服務(wù)模式中，主狀態(tài)機(jī)一直在狀態(tài) 3 等待，直到計(jì)數(shù)器（等待，直到計(jì)數(shù)器（CURR_TC）值變成）值變成 0 。所以。所以DMA ACK信號(hào)在這個(gè)傳輸過程中有效信號(hào)在這個(gè)傳輸過程中有效，直到計(jì)數(shù)器（，直到計(jì)數(shù)器（CURR_TC）為）為 0，DMA ACK信號(hào)無效。信號(hào)無效。但是不管服務(wù)模式如何，只有計(jì)數(shù)器（但是不管服務(wù)模式如何，只有計(jì)數(shù)器（CURR_TC）變成）變成0，中

24、斷請(qǐng)，中斷請(qǐng)求信號(hào)求信號(hào) INT REQ才有效。才有效。一個(gè)基本的一個(gè)基本的DMA傳輸操作是指在傳輸操作是指在DMA操作期間執(zhí)行成對(duì)的讀寫周期。操作期間執(zhí)行成對(duì)的讀寫周期。在所有模式下，在所有模式下，XnXDREQ信號(hào)和信號(hào)和 XnXDACK信號(hào)的啟動(dòng)時(shí)間和延遲時(shí)信號(hào)的啟動(dòng)時(shí)間和延遲時(shí)間是一致的。間是一致的。 如果如果XnXDREQ信號(hào)完成時(shí)，恰好遇到一個(gè)新的啟動(dòng)時(shí)間，它將會(huì)被同信號(hào)完成時(shí)，恰好遇到一個(gè)新的啟動(dòng)時(shí)間，它將會(huì)被同步步2次后再使次后再使XnXDACK 信號(hào)有效。信號(hào)有效。 在在XnXDACK信號(hào)有效之后，信號(hào)有效之后，DMA請(qǐng)求總線，如果其獲得總線控制權(quán)，請(qǐng)求總線，如果其獲得總線控

25、制權(quán)，就執(zhí)行就執(zhí)行DMA傳輸操作。在傳輸操作。在DMA傳輸操作完成后，傳輸操作完成后，XnXDACK被設(shè)無效被設(shè)無效。tXRStXADtCADL最小3SCLK讀 寫tCADHtXRSXSCLKXnXDREQXnXDACK詢問模式和握手模式取決于詢問模式和握手模式取決于XnXDREQ信號(hào)和信號(hào)和XnXDACK信號(hào)之間的關(guān)系。信號(hào)之間的關(guān)系。u 在詢問模式下，若在詢問模式下，若XnXDREQ信號(hào)一直有效，前一個(gè)基本的信號(hào)一直有效，前一個(gè)基本的DMA傳輸操作結(jié)束傳輸操作結(jié)束后，下一個(gè)基本的后，下一個(gè)基本的DMA傳輸操作會(huì)立即開始傳輸操作會(huì)立即開始;若若XnXDREQ信號(hào)不是一直有效信號(hào)不是一直有效,

26、那那么需要等待么需要等待XnXDREQ信號(hào)有效后，再在信號(hào)有效后，再在XnXDACK信號(hào)有效后啟動(dòng)一次信號(hào)有效后啟動(dòng)一次DMA基基本傳輸操作。本傳輸操作。u 在握手模式下，一個(gè)基本的在握手模式下，一個(gè)基本的DMA傳輸操作結(jié)束后，傳輸操作結(jié)束后，DMA控制器要判斷控制器要判斷XnXDREQ信號(hào)的狀態(tài)。如果信號(hào)的狀態(tài)。如果 XnXDREQ 無效，無效，DMA控制器在經(jīng)過控制器在經(jīng)過2個(gè)周期后使個(gè)周期后使XnXDACK無效。否則，就需等待，直到無效。否則，就需等待，直到XnXDREQ信號(hào)無效。信號(hào)無效。詢問模式詢問模式/ /握手模式時(shí)序握手模式時(shí)序24UnitUnit傳輸傳輸/Burst/Burst

27、傳輸時(shí)序傳輸時(shí)序 S3C2410芯片的一個(gè)基本芯片的一個(gè)基本DMA傳輸操作中，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小有傳輸操作中，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小有2種：種：Unit傳輸?shù)膫鬏數(shù)?個(gè)數(shù)據(jù)單位和個(gè)數(shù)據(jù)單位和Burst傳輸?shù)膫鬏數(shù)?個(gè)數(shù)據(jù)單位。個(gè)數(shù)據(jù)單位。Unit傳輸時(shí)傳輸時(shí)，一個(gè)基本的，一個(gè)基本的DMA傳輸操作完成一次讀和一次寫。傳輸操作完成一次讀和一次寫。Burst傳輸時(shí)傳輸時(shí)，一個(gè)基本，一個(gè)基本DMA傳輸操作完成四次連續(xù)讀和四次連續(xù)寫。傳輸操作完成四次連續(xù)讀和四次連續(xù)寫。25 外部外部 DMA DMA 請(qǐng)求請(qǐng)求/ /應(yīng)答時(shí)序應(yīng)答時(shí)序有三種類型的外部DMA請(qǐng)求/應(yīng)答協(xié)議（單獨(dú)服務(wù)請(qǐng)求，單獨(dú)服務(wù)握手和整體服務(wù)握手模式

28、）。每種模式都定義了像DMA請(qǐng)求和應(yīng)答信號(hào)和這些協(xié)議如何相關(guān)。XSCLKXnXDREQXnXDACK雙同步讀 寫讀 寫詢問模式下單獨(dú)服務(wù)詢問模式下單獨(dú)服務(wù)26握手模式下整體服務(wù)握手模式下整體服務(wù)握手模式下單獨(dú)服務(wù)握手模式下單獨(dú)服務(wù)27 S3C2410S3C2410芯片中有芯片中有4 4個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的DMADMA通道，每個(gè)通道，每個(gè)DMADMA通道均通道均有有9 9個(gè)控制寄存器個(gè)控制寄存器( (其中其中6 6個(gè)用于控制個(gè)用于控制DMADMA傳輸，傳輸，3 3個(gè)用于個(gè)用于監(jiān)視監(jiān)視DMADMA控制器的狀態(tài)控制器的狀態(tài)) )，因此，其，因此，其DMADMA控制器共有控制器共有3636個(gè)個(gè)寄存器寄存器

29、 qDMADMA源起始地址寄存器源起始地址寄存器(DISRCn) (DISRCn) qDMADMA源起始控制源起始控制寄存器寄存器(DISRCCn) (DISRCCn) qDMADMA目的起始地址寄存器目的起始地址寄存器(DIDSTn) (DIDSTn) qDMADMA目的起始控制寄存器目的起始控制寄存器(DIDSTCn) (DIDSTCn) qDMADMA控制寄存器控制寄存器(DCONn) (DCONn) qDMADMA屏蔽寄存器屏蔽寄存器(DMASKTRIG) (DMASKTRIG) qDMADMA狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器(DSTATn) (DSTATn) qDMADMA當(dāng)前源地址寄存器當(dāng)前源

30、地址寄存器(DCSRCn)(DCSRCn)qDMADMA當(dāng)前目的地址寄存器當(dāng)前目的地址寄存器(DCDSTn) (DCDSTn) 281.1.傳輸控制寄存器傳輸控制寄存器用于控制DMA傳輸操作的寄存器有6個(gè)，主要用來控制DMA傳輸時(shí)的:源地址起始值目的地址起始值數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度DMA模式等信息。29（1）DMA源起始地址寄存器DMA源起始地址源起始地址寄存器（寄存器（DISRCn）共有）共有4個(gè)：個(gè)：DISRC0、DISRC1、DISRC2、DISRC3，分別對(duì)應(yīng)，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的DMA通道。通道。這這4個(gè)寄存器地址分別為個(gè)寄存器地址分別為0 x4B000000、0 x4B000040、0

31、x4B000080、0 x4B0000C0，復(fù)位后的初值為，復(fù)位后的初值為0 x00000000，且都是可讀可寫的，且都是可讀可寫的。引腳名稱引腳名稱位位描述描述初始值初始值S_ADDR30:0DMA傳輸?shù)脑磾?shù)據(jù)起始地址。若傳輸?shù)脑磾?shù)據(jù)起始地址。若CURR_SRC是是0并且并且DMA ACK是是1，這些位的值僅加載到，這些位的值僅加載到CURR_SRC0 x0000000030（2）DMA源起始控制寄存器DMA源起始控制寄存器（DISRCCn）共有4個(gè)：DISRCC0、DISRCC1、DISRCC2、DISRCC3，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)獨(dú)立的DMA通道。這4個(gè)寄存器地址分別為0 x4B000004、0

32、 x4B000044、0 x4B000084、0 x4B0000C4，復(fù)位后的初值為0 x00000000，且都是可讀可寫的。引腳名稱引腳名稱位位描述描述初始值初始值LOC1位位1用來選擇用來選擇DMA源的位置。源的位置。0=源在系統(tǒng)總線源在系統(tǒng)總線(AHB)上；上；1=源在外設(shè)總線源在外設(shè)總線(APB)上。上。0INC0位位0被用于選擇地址增加。被用于選擇地址增加。0=增加；增加；1=固定。固定。如果為如果為 0，每次傳輸以后，地址增加相應(yīng)的數(shù)據(jù)大小；，每次傳輸以后，地址增加相應(yīng)的數(shù)據(jù)大??；如果為如果為 1，每次傳輸以后，地址保持不變。，每次傳輸以后，地址保持不變。031（3）DMA目的起始

33、地址寄存器DMA目的起始地址寄存器（DIDSTn）共有4個(gè)：DIDST0、DIDST1、DIDST2、DIDST3，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)獨(dú)立的DMA通道。這4個(gè)寄存器地址分別為0 x4B000008、0 x4B000048、0 x4B000088、0 x4B0000C8，復(fù)位后的初值為0 x00000000，且都是可讀可寫的。引腳名稱引腳名稱位位描述描述初始值初始值D_ADDR30:0用于傳輸?shù)哪康臄?shù)據(jù)基址（開始地址）。如果用于傳輸?shù)哪康臄?shù)據(jù)基址（開始地址）。如果CURR_SRC為為0 且且DMA ACK為為1，該位值將被裝，該位值將被裝載到載到CURR_SRC。032（4）DMA目的起始控制寄存器

34、DMA目的起始控制寄存器（DIDSTCn）共有4個(gè)：DIDSTC0、DIDSTC1、DIDSTC2、DIDSTC3，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)獨(dú)立的DMA通道。 這4個(gè)寄存器地址分別為0 x4B00000C、0 x4B00004C、0 x4B00008C、0 x4B0000CC，復(fù)位后的初值為0 x00000000，且都是可讀可寫的。33引腳名稱位描述初始值LOC1用于選擇DMA目的的位置。0=DMA目的在系統(tǒng)總線(AHB)上。1=DMA目的在外設(shè)總線(APB)上。0INC0用于選擇目的地址是否增加。0=增加；1=固定。如果該位為0，每次傳輸以后，地址增加1（依據(jù)數(shù)據(jù)寬度）；如果該位為1，每次傳輸以后，地址

35、保持不變。0DIDSTn寄存器的格式寄存器的格式34（5）DMA控制寄存器 DMA控制寄存器（DCONn）共有4個(gè)：DCON0、DCON1、DCON2、DCON3，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)獨(dú)立的DMA通道。 這4個(gè)寄存器地址分別為0 x4B000010、0 x4B000050、0 x4B000090、0 x4B0000D0，復(fù)位后的初值為0 x00000000，且都是可讀可寫的。35引腳名稱引腳名稱位位描述描述初始值初始值DMD_HS31用來選擇用來選擇DMA傳輸模式。傳輸模式。0=選擇請(qǐng)求模式；選擇請(qǐng)求模式；1=選擇握手模式。選擇握手模式。0SYNC30用來選擇用來選擇 DREQ/DACK同步信號(hào)。同步

36、信號(hào)。0= DREQ / DACK與與PCLK (APB時(shí)鐘時(shí)鐘)同步。同步。1= DREQ /DACK與與HCLK (AHB時(shí)鐘時(shí)鐘)同步。同步。0INT29用來使能用來使能/不使能不使能CURR_TC產(chǎn)生產(chǎn)生中斷。中斷。0=不使能；不使能；1=使能。使能。0TSZ28用來選擇基本用來選擇基本DMA傳輸?shù)拇笮?。傳輸?shù)拇笮　?=執(zhí)行單元傳輸；執(zhí)行單元傳輸；1=執(zhí)行陣發(fā)長(zhǎng)度為執(zhí)行陣發(fā)長(zhǎng)度為4的的DMA傳輸。傳輸。0SERVMODE27用來選擇服務(wù)模式。用來選擇服務(wù)模式。0=單獨(dú)服務(wù)模式；單獨(dú)服務(wù)模式；1=整體服務(wù)模式。整體服務(wù)模式。0HWSRCSEL26:24各各DMA通道請(qǐng)求源選擇位。通道請(qǐng)求

37、源選擇位。通道通道0：000=nXDREQ0； 001=UART0；010=SDI； 011=Timer；100=USB device EP1。通道通道1：000= nXDREQ1；001=UART1；010= I2SSDI； 011= SPI；100=USB device EP2。通道通道2：000= I2SSDO；001= I2SSDI；010= SDI； 011= Timer；100= USB device EP3。通道通道3：000= UART2；001= SDI；010= SPI； 011= Timer；100= USB device EP4。00036SWHW_SEL23用來選擇用

38、來選擇S/W還是還是H/W模式。模式。0=S/W模式；模式；1=H/W模式。模式。0RELOAD22設(shè)定重裝載開關(guān)選項(xiàng)設(shè)定重裝載開關(guān)選項(xiàng)0=當(dāng)前當(dāng)前DMA傳輸完后，終點(diǎn)計(jì)數(shù)器自動(dòng)重載；傳輸完后，終點(diǎn)計(jì)數(shù)器自動(dòng)重載；1=當(dāng)前當(dāng)前DMA傳輸完后，傳輸完后，DMA通道被關(guān)閉。通道被關(guān)閉。0DSZ21:20傳輸數(shù)據(jù)大小單位。傳輸數(shù)據(jù)大小單位。00 =字節(jié)；字節(jié)；01 =半字；半字；10=字；字； 11 =保留。保留。00TC19:0初始初始DMA傳輸計(jì)數(shù)值。傳輸計(jì)數(shù)值。傳輸?shù)膶?shí)際字節(jié)數(shù)由以下公式計(jì)算：傳輸?shù)膶?shí)際字節(jié)數(shù)由以下公式計(jì)算：DSZ x TSZ x TC。0 x0000037（6）DMA 屏蔽觸發(fā)寄存器 DMA屏蔽觸發(fā)寄存器（DMASKTRIGn）共有4個(gè)：DMASKTRIG0、DMASKTRIG1、DMASKTRIG2、DMASKTRIG3，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)獨(dú)立的DMA通道。 這4個(gè)寄存器地址分別為0 x4B000020、0 x4B000060、0 x4B0000A0、0 x4B0000E0 復(fù)位后的初值為0 x00000000，且都是可讀可寫的。38引腳名稱引腳名稱位位描述描述初始值初始值STOP2用來停止用來停止DMA操作。操作。0=正常；正常；1=當(dāng)