DMA/DMA2D概念
目录
DMA
DMA-系统框图
DMA分类
传输方向
传输行为
模块设计
学习过程中的疑问
DMA2D
DMA2D框图
DMA2D应用方式
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【STM32】STM32之深入理解DMA - 知乎 (zhihu.com)
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DMA
直接存储区访问，DMA控制器独立于内核，概念上与CPU同级。
DMA-系统框图
是否使用DMA的区别
以STM32为例，将ADC采集数据转移到SRAM
否：若不使用DMA，MCU传输数据要以内核为中转站。如内核通过Dcode获取AHB存储的外设ADC数据，然后通过Dcode把数据放到SRAM。
是：外设对DMA controller发出请求，controller收请求并触发工作从AHB外设获取ADC数据存储到DMA通道，随后通过AHB总线把ADC数据放入SRAM
DMA工作方式分类
传输方向角度
有P2M,M2P,M2M三种传输模式。P特指外设的数据寄存器，M特指片内SRAM/FLASH，外部存储器等。
P2M，将外设寄存器数据转移到指定内存空间。如连续高频的ADC采集。
M2P，把特定存储区内容转移至外设的数据寄存器中。
M2M，从一个存储区搬到另一个存储区。
传输行为角度
有直接模式、FIFO模式、单次/循环模式、双缓冲区模式。
直接模式，P2M，每完成1次从外设到FIFO的数据传输后，相应的数据立即就会移出并存储到目标地址。 M2P，一旦使能数据流，DMA装载第一个数据并传输到FIFO，一旦外设请求数据传输，DMA将装载的值传输到目标，然后依次循环。预装载的数据大小为PSIZE(外设数据大小)。
FIFO模式，可以设置FIFO阈值。以STM32F4为例，1/4满深度为一个字即4字节。全满为4字即16字节。当数据存放达到阈值，就会被移走。优点是渐少DMA对内存访问次数减少总线访问竞争，通过BURST分组传输优化传输带宽提升芯片性能。通过对SRC/DST端的数据进行打包或拆包以适应不同数据宽度的访问需求，让DMA的使用更为方便灵活。
STM32带FIFO的DMA传输应用示例 (stmicroelectronics.cn)
注1：在STM32F4中，若将FIFO阈值设置为4字节，则此时引入了DMA BURST传输或称节拍传输。即4字节数据被封装成1组/1个burst/1节。在1节内逐个进行数据传输，此时DMA对总线的占用不会被总线仲裁器解除或打断，以保证每节数据的可靠完成。
注2：区别于FIFO阈值的burst传输，直接传输可以通过设置目的端字节宽度字节/半字/字的格式，以普通方式将1/2/4字节的数据直接传输至目的端。
注3：双缓冲区模式可以实现双向工作。
模块设计角度
有突发传输，周期挪用，透明传输模式。
突发传输模式burst mode，停止CPU访问内存。由DMA控制器发一个停止信号给CPU，要求CPU放弃对数据总线的使用权。DMA控制器获得总线控制权后，进行数据传输，完成后中断通知CPU。适用于高传输率设备。
周期挪用模式cycle stealing mode。当外设I/O设备无DMA请求，CPU正常访问内存。一旦有请求，由I/O设备挪用一个或几个内存周期。较好实现了IO传输，较好发挥了内存与CPU的效率。
透明传输模式transparent mode，时分复用。高效率工作方式，硬件逻辑复杂。
学习过程中的疑问
1、DMA controller 如何获取外设的DMA请求以及外设如何发出请求？
DMA请求来自外设的相关寄存器，如数据寄存器，保存外设的工作状态，在符合条件下向DMA发出请求，由于存储器作为M端时无法发出请求，所以在EN后，数据流就会填充FIFO直到。
以STM32的DMA为例，有两种工作模式，即单次和循环模式。单次模式，通过使能DMAEN就进行数据复制，直到剩余传输数据为0。循环模式，并不是每款芯片都有，一些国产芯片没有循环配置功能，如灵动微的MM32芯片。国芯的CCM420x系列没有循环模式，但以另一种链表传输方式实现多块传输功能。
在DMA传输方式中M2M，可以在没有外设请求的方式下进行。DMA使能启动DMA通道时，传输马上开始。且M2M与循环模式无法同时使用。
2、如何知道数据传输的长度？
一般是在启动DMA传输前配置进DMA相关寄存器。
3、DMA的FIFO满后如何传输下一组数据而不丢数据？
STM32F4的DMA有FIFO深度设置。例如设置深度为16 byte，传输数据为20 byte，则第一次传输将传16 byte，第二次传输4 byte
DMA2D
STM32 DMA2D技术_这还不起飞的博客-CSDN博客_dma2d stm32
具有DMA的功能，此外有1颜色填充（寄存器到存储器）、2图像复制（存储器到存储器）、3颜色格式转换（YCbCr转RGB格式等）、4透明度混合功能。
注：12为内存操作，34为运算加速操作。其中34可以和2一起进行，灵活。
DMA2D框图
DMA2D主要分为FIFO，PFC(Pixel Format Convertor)及混合器，这里的结构类似于LCD的图像处理单元结构。
FIFO: 64*32大小的缓冲区。FG/BG FIFO分别用于缓冲前景层&后景层数据。AHB主设备一般指向SDRAM，使用SDRAM的部分空间作为显存。
OUT FIFO输出经过PFC转换后的结果像素。
PFC：FG/BG PFC是两个像素格式转换器，将FIFO的数据源格式转换成字(32bits)格式，ARGB8888。款图中 α 表示透明度，经过PFC扩展成 8 bits格式。CLUT（Color Lookup Table），使用256*32空间缓存256种颜色，颜色格式ARGB8888或RGB888。
OUT PFC将像素格式从32bits转化成指定输出格式，可在OPFCCR->CM[2:0]字段定义。
混合器：成对混合 SRC像素，计算结果像素。
注：商向下取整。
DMA2D应用方式
具体可见《STM32F4xx中文参考手册-扩展章节》P11.3.11DMA2D配置
1. 寄存器到存储器
用于以预定义颜色填充用户自定义区域。
2. 存储器到存储器
不执行任何图像数据转化。前景层FIFO充当缓冲区，从SRC存储单元传输到目标存储单元。
3. 存储器到存储器&PFC
对SRC数据执行像素格式转换并将结果存储在DST存储单元。
4. 存储器到存储器&PFC&混合
将从FG/BG FIFO获取两个SRC图像，通过相应的PFC转换成32bits根据混合器公式混合，并将输出的结果像素编码写入DST存储单元。
前、背景层使用时，需要关注图片透明度的问题。若前后景格式为RGB565，个人使用时单独设置了两张图片的透明度值。如果前景层是ARGB格式的图片，带透明通道的格式，则无需手动设置透明度值等。
带透明度通道，格式ARGB
单独设置图片透明度，格式RGB