关于DMA的学习

在之前做飞思卡尔智能车比赛时接触过K60的DMA，用DMA可以采集图像，也可以用DMA来测速。

概念相信大家都清楚：所谓 DMA就是直接内存取（ Direct Memory Access ），是计算机科学中的一种内存访问技术。

书上说，DMA模块可以不占用CPU自行传输数据，能够减轻CPU的负担，然而具体原理是怎样的呢？为什么DMA能够不需要CPU的介入呢？我查阅了相关资料，大概地了解了些。

在STM32中，DMA单元和Cortex CPU之间对总线使用一种交叉存取的机制。DMA传输遵循相应的传输流程。其中，在数据从内存传输到内存的情况下，每传输一个字要消耗5个时钟周期：1个读周期，1个写周期，插入3个空闲周期供CPU使用。所以，每个DMA通道都只是在总线存取周期才会占用总线，即使传输大量数据，DMA单元最大也只会消耗40%的数据总线带宽。

所以说，STM32中的DMA与CPU对总线的使用方式是交叉式的。

在K60中，DMA是通过DMA控制器接管接管数据和地址总线。如果CPU正在执行指令，DMA控制利用空闲的地址和数据总线完成数据传送，某种程度上说，CPU运算和数据传送是在并行进行的。K60的DMA数据的传送分为主循环（major loop）和副循环（minor loop）。major loop循环一次，可能需要minor loop循环多次。每个minor loop循环都需要DMA源发来请求或者通过软件请求。每个minor loop传送完毕，对应的DMA通道就进入空闲模式，等待下一次DMA请求。当所有DMA传送完毕，即置DONE标志，并且可以通过设置选择传送完毕是否触发中断。此外，可以通过相关寄存器设置，使用Kinetis的DMA模块的主/副循环链接功能、散/聚模式、副循环映射。

对DMA模块的相应的寄存器进行初始化后，便可开启DMA功能。例如（K60例程）：

以智能车摄像头组图采集应用为例。使GPIO口 D0~D7采集数字摄像头OV7620的 8位灰度输出，使用引脚 位灰度输出，使用引脚 A19输入像素同步脉冲pclk4分频后的信号，上升沿触发 分频后的信号，上升沿触发DMA 请求。 每行采集点数为 V，通过 DMA传送到到 video 数组 。一行采集完成后关闭 DMA 硬件请求，进 入 DMA中断，使用 DMA 通道 0：

void DMA0_Init(void)
{
	SIM_SCGC6|=SIM_SCGC6_DMAMUX_MASK;//打开DMA多路复用时钟
	SIM_SCGC7|=SIM_SCGC7_DMA_MASK;//打开DMA模块时钟
	DMAMUX_CHCFG0=DMAMUX_CHCFG_SOURCE(49);//DMA通道0对应49号DMA请求，即PORTA
	DMA_TCD0_CITER_ELINKNO=DMA_CITER_ELINKNO_CITER(V);//当前主循环次数，采集点数
	DMA_TCD0_BITER_ELINKNO=DMA_BITER_ELINKNO_BITER(V);//起始主循环次数，采集点数
	DMA_TCD0_SADDR=(uint32)&GPIOD_PDIR;//设置源地址GPIO口，PORTD
	DMA_TCD0_SOFF=0;//每次传送源地址不变
	DMA_TCD0_NBYTES_MLNO=DMA_NBYTES_MLNO_NBYTES(1);//每次读取一字节
	DMA_TCD0_SLAST=0;//主循环结束后源地址不变
	DMA_TCD0_DLASTSGA=0;//主循环结束后目的地址不调整，自动指向下一行数组第一个元素
	DMA_TCD0_DADDR=(uint32)video;//设置目的地址，video数组第一个元素
	DMA_TCD0_DOFF=1;//每次写目的地址加1
	DMA_TCD0_ATTR=DMA_ATTR_SSIZE(0)+DMA_ATTR_DSIZE(0);//源数据8bit,目的数据8bit
	DMA_TCD0_CSR=DMA_CSR_DREQ_MASK;//通道0主循环结束后停止硬件请求
	DMA_TCD0_CSR|=DMA_CSR_INTMAJOR_MASK;//使能DMA0中断
	DMAMUX_CHCFG0|=DMAMUX_CHCFG_ENBL_MASK;//DMA通道0使能	 
}

DMA的中断服务函数中可登记采集的行数：

void DMA_CH0_ISR(void)
{
	DMA_INT|=DMA_INT_INT0_MASK;//清除通道0中断
	row_F[imagerow]=1;//采集完成标志
	imagerow++; 
}

顺便提一句，用DMA测速，就是把编码器或者光电马盘的脉冲当做DMA请求信号，在周期中断中读相应寄存器的值，再考虑上是否溢出，经过简单计算（(DMA_MAX_NUM - DMA_BASE_PTR->TCD[DMA_CH0].CITER_ELINKNO)+ DMA_MAX_NUM*ch0_over_cnt），便可得出一定时间内的脉冲数，便可用于测速。