《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)》課件 5.11 DMA

5.11DMA

DMA是directmemoryaccess的縮寫，即“直接內(nèi)存存取”。這是一種高速的數(shù)據(jù)傳輸模式，ADC/UART/RF收發(fā)器等外設(shè)單元和存儲(chǔ)器之間可以直接在“DMA控制器”的控制下交換數(shù)據(jù)而幾乎不需要CPU的干預(yù)。除了在數(shù)據(jù)傳輸開始和結(jié)束時(shí)做一點(diǎn)處理外，在傳輸過(guò)程中CPU可以進(jìn)行其他的工作。這樣，在大部分時(shí)間里，CPU和這些數(shù)據(jù)交互處于并行工作狀態(tài)。因此，系統(tǒng)的整體效率可以得到很大的提高。DMA控制器有5個(gè)通道，即DMA通道0到通道4。每個(gè)DMA通道能夠從DMA存儲(chǔ)器空間的一個(gè)位置傳送數(shù)據(jù)到另一個(gè)位置，比如XDATA位置之間。當(dāng)DMA通道配置完畢后，在允許任何傳輸發(fā)起之前，必須進(jìn)入工作狀態(tài)。DMA通道通過(guò)將DMA通道工作狀態(tài)寄存器DMAARM中指定位置1，就可以進(jìn)入工作狀態(tài)。一旦DMA通道進(jìn)入工作狀態(tài)，當(dāng)配置的DMA觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)，DMA傳送就開始了?？赡艿腄MA觸發(fā)事件有32個(gè),例如UART傳輸、定時(shí)器溢出等。DMA通道要使用的觸發(fā)事件由DMA通道配置設(shè)置，因此直到配置被讀取之后，才能知道。DMA操作（1）源地址DMA通道開始讀數(shù)據(jù)的地址，在XDATA存儲(chǔ)器中。這可以是任何XDATA地址——在RAM中，在映射的閃存區(qū)（cfMEMCTR.XBANK）中，XREG或XDATA尋址的。（2） 目標(biāo)地址DMA通道從源地址讀出的要寫數(shù)據(jù)的首地址。用戶必須確認(rèn)該目標(biāo)地址可寫。這可以是任何XDATA地址——在RAM、XREG或XDATA尋址的SFR中。（3） 傳送數(shù)量DMA傳輸完成之前必須傳送的字節(jié)/字的個(gè)數(shù)。當(dāng)達(dá)到傳送數(shù)量，DMA通道重新進(jìn)入工作狀態(tài)或者解除工作狀態(tài)，并警告CPU即將有中斷請(qǐng)求到來(lái)。傳送數(shù)量可以在配置中定義，或可以采用可變長(zhǎng)度。（4）VLEN設(shè)置DMA配置參數(shù)（5）DMA通道可以利用源數(shù)據(jù)中的第一個(gè)字節(jié)或字（對(duì)于字，使用位12：0）作為傳送長(zhǎng)度。這允許可變長(zhǎng)度的傳輸。當(dāng)使用可變長(zhǎng)度傳送時(shí)，要給出關(guān)于如何計(jì)算要傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)的各種選項(xiàng)。在任何情況下，都是設(shè)置傳送長(zhǎng)度(LEN)為傳送的最大長(zhǎng)度。如果首字節(jié)或字指明的傳輸長(zhǎng)度大于LEN，那么LEN個(gè)字節(jié)/字將被傳輸。當(dāng)使用可變長(zhǎng)度傳輸，那么LEN應(yīng)設(shè)置位允許傳輸?shù)淖畲箝L(zhǎng)度加一。注意，僅在選擇字節(jié)長(zhǎng)度傳送數(shù)據(jù)時(shí)才可以使用M8 位(見8.2.11節(jié))?？梢酝琕LEN一起設(shè)置的選項(xiàng)如下：1）傳輸首字節(jié)/字規(guī)定的個(gè)數(shù)+1字節(jié)/字（先傳輸字節(jié)/字的長(zhǎng)度，然后按照字節(jié)/字長(zhǎng)度指定的傳輸盡可能多的字節(jié)/字）2）傳輸首字節(jié)/字規(guī)定的字節(jié)/字3）傳輸首字節(jié)/字規(guī)定的個(gè)數(shù)+2字節(jié)/字（先傳輸字節(jié)/字的長(zhǎng)度，然后按照字節(jié)/字長(zhǎng)度指定+1傳輸盡可能多的字節(jié)/字）4）傳輸首字節(jié)/字規(guī)定的個(gè)數(shù)+3字節(jié)/字（先傳輸字節(jié)/字的長(zhǎng)度，然后按照字節(jié)/字長(zhǎng)度指定+2傳輸盡可能多的字節(jié)/字）

DMA配置參數(shù)（6）源和目標(biāo)增量當(dāng)DMA通道進(jìn)入工作狀態(tài)或者重新進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，源地址和目標(biāo)地址傳送到內(nèi)部地址指針。其地址增量可能有下列4種：增量為0。每次傳送之后，地址指針將保持不變。增量為l。每次傳送之后，地址指針將加上1個(gè)數(shù)。增量為2。每次傳送之后，地址指針將加上2個(gè)數(shù)。 減量為 1。每次傳送之后，地址指針將減去1個(gè)數(shù)。其中一個(gè)數(shù)在字節(jié)模式下等于1個(gè)字節(jié)，在字模式下等于2個(gè)字節(jié)。 減量為 1。每次傳送之后，地址指針將減去1個(gè)數(shù)。其中一個(gè)數(shù)在字節(jié)模式下等于1個(gè)字節(jié)，在字模式下等于2個(gè)字節(jié)。（7）DMA傳輸模式傳輸模式確定當(dāng)DMA通道開始傳輸數(shù)據(jù)時(shí)是如何工作的。以下描述了四種傳輸模式：?jiǎn)我荒Ｊ剑好慨?dāng)觸發(fā)時(shí)，發(fā)生一個(gè)DMA 傳送，DMA通道等待下一個(gè)觸發(fā)。完成指定的傳送長(zhǎng)度后，傳送結(jié)束，通報(bào)CPU，解除DMA通道的工作狀態(tài)。塊模式：每當(dāng)觸發(fā)時(shí)，按照傳送長(zhǎng)度指定的若干DMA傳送被盡快傳送，此后，通報(bào)CPU，解除DMA通道的工作狀態(tài)。重復(fù)的單一模式：每當(dāng)觸發(fā)時(shí)，發(fā)生一個(gè)DMA傳送，DMA通道等待下一個(gè)觸發(fā)。完成指定的傳送長(zhǎng)度后，傳送結(jié)束，通報(bào)CPU，且DMA通道重新進(jìn)入工作狀態(tài)。重復(fù)的塊模式：每當(dāng)觸發(fā)時(shí)，按照傳送長(zhǎng)度指定的若干DMA傳送被盡快傳送，此后通報(bào)CPU，DMA通道重新進(jìn)入工作狀態(tài)。DMA配置參數(shù)（8）DMA優(yōu)先級(jí)DMA優(yōu)先級(jí)別對(duì)每個(gè)DMA通道是可以配置的。DMA優(yōu)先級(jí)別用于判定同時(shí)發(fā)生的多個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)器請(qǐng)求中的哪一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高，以及DMA存儲(chǔ)器存取的優(yōu)先級(jí)別是否超過(guò)同時(shí)發(fā)生的CPU存儲(chǔ)器存取的優(yōu)先級(jí)別。在同屬內(nèi)部關(guān)系的情況下，采用輪轉(zhuǎn)調(diào)度方案應(yīng)對(duì)，確保所有的存取請(qǐng)求。有三種級(jí)別的DMA優(yōu)先級(jí)：高級(jí)：最高內(nèi)部?jī)?yōu)先級(jí)別。DMA存取總是優(yōu)先于CPU存取。一般級(jí)：中等內(nèi)部?jī)?yōu)先級(jí)別。保證DMA存取至少在每秒一次的嘗試中優(yōu)先于CPU存取。低級(jí)：最低內(nèi)部?jī)?yōu)先級(jí)別。DMA存取總是劣于CPU存取。（9）字節(jié)或字傳輸判定已經(jīng)完成的傳送究竟是8 位（字節(jié)）還是16位（字）。（10）中斷屏蔽在完成DMA傳送的基礎(chǔ)上，該DMA通道能夠產(chǎn)生一個(gè)中斷到處理器。這個(gè)位可以屏蔽該中斷。（11）模式8設(shè)置這個(gè)域的值，決定是采用7位還是8位長(zhǎng)的字節(jié)來(lái)傳送數(shù)據(jù)。此模式僅僅適用于字節(jié)傳送。DMA配置參數(shù)停止DMA傳輸使用DMAARM寄存器來(lái)解除DMA通道工作狀態(tài)，停止正在運(yùn)行的DMA傳送或進(jìn)入工作狀態(tài)的DMA。將1寫入DMAARM.ABORT寄存器位，就會(huì)停止一個(gè)或多個(gè)進(jìn)入工作狀態(tài)的DMA通道，同時(shí)通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的DMAARM.DMAARMx為1選擇停止哪個(gè)DMA通道。當(dāng)設(shè)置DMAARM.ABORT為1，非停止通道的DMAARM.DMAARMx位必須寫入0。DMA中斷每個(gè)DMA通道可以配置為一旦完成DMA傳送，就產(chǎn)生中斷到CPU。該功能由IRQMASK位在通道配置時(shí)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)中斷產(chǎn)生時(shí)，寄存器DMAIRQ中所對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志位置1。當(dāng)然要處理DMA中斷需要設(shè)置DMAIE=1和EA=1;一旦DMA通道完成傳送，不管在通道配置中IRQMASK位是何值，中斷標(biāo)志都會(huì)置1。這樣，當(dāng)通道重新進(jìn)入工作狀態(tài)且IRQMASK的設(shè)置改變時(shí)，軟件必須總是清除這個(gè)寄存器相應(yīng)位。DMA配置安裝實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：程序運(yùn)行后，在LCD上顯示提示信息，按S1鍵，DMA傳輸開始，如果傳輸成功顯示提示信息。實(shí)驗(yàn)1：DMA傳輸1）對(duì)于DMA傳輸來(lái)說(shuō)，DMA配置參數(shù)非常重要，在dma.h文件中定義了以下結(jié)構(gòu)體#pragmabitfields=reversedtypedefstruct{charSRCADDRH;charSRCADDRL;charDESTADDRH;

charDESTADDRL;charVLEN:3;charLENH:5;

charLENL:8;charWORDSIZE:1;charTMODE:2;charTRIG:5;charSRCINC:2;charDESTINC:2;charIRQMASK:1;charM8:1;charPRIORITY:2;}DMA_DESC;在定義此結(jié)構(gòu)體時(shí)，用到了很多冒號(hào)（:），后面還跟著一個(gè)數(shù)字，這種語(yǔ)法叫“位域”：位域是指信息在存儲(chǔ)時(shí)，并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié)，而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位。例如在存放一個(gè)開關(guān)量時(shí)，只有0和1兩種狀態(tài)，用一位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，并使處理簡(jiǎn)便，C語(yǔ)言提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，并說(shuō)明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。這樣就可以把幾個(gè)不同的對(duì)象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位域來(lái)表示。配置DMA：首先必須配置DMA，但DMA的配置比較特殊：不是直接對(duì)某些SFR賦值，而是在外部定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，對(duì)其賦值，然后再將此結(jié)構(gòu)體的首地址的高8位賦給

DMA0CFGH，將其低8位賦給

DMA0CFGL。程序分析：2）定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，對(duì)其賦值//設(shè)置DMA通道.SET_WORD(dmaChannel.SRCADDRH,dmaChannel.SRCADDRL,&sourceString);//設(shè)置源數(shù)據(jù)的地址

SET_WORD(dmaChannel.DESTADDRH,dmaChannel.DESTADDRL,&destString);//設(shè)置源目的地址.SET_WORD(dmaChannel.LENH,dmaChannel.LENL,sizeof(sourceString));//設(shè)置傳輸?shù)拈L(zhǎng)度.dmaChannel.VLEN=0;//設(shè)置傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)長(zhǎng)度.dmaChannel.PRIORITY=0x02;//設(shè)置優(yōu)先級(jí).dmaChannel.M8=0;//字節(jié)傳輸時(shí)是8位.dmaChannel.IRQMASK=0;//DMA中斷屏蔽

dmaChannel.DESTINC=0x01;//設(shè)置目的地址增量

dmaChannel.SRCINC=0x01;//設(shè)置源地址增量.dmaChannel.TRIG=0;//設(shè)置觸發(fā)方式為手動(dòng)觸發(fā).dmaChannel.TMODE=0x01;//每一次DMA觸發(fā)，傳送長(zhǎng)度為L(zhǎng)EN的塊

dmaChannel.WORDSIZE=0x00;//一次DMA傳送一個(gè)字節(jié)程序分析：3)將結(jié)構(gòu)體的首地址的高8位賦給

DMA0CFG