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DMA

DMA实现了一种无需CPU参与、完全依靠硬件的在外设及/或存储器之间传递数据的工作方式,从而极大地解放了CPU,提升了效率。通过DMA,系统可以在外设与存储器之间、存储器与存储器之间快速传输数据,无需CPU的任何干涉。

功能介绍

DMA控制器主要特征如下:

  • 1个DMA通道,4个DMA请求,每个通道只支持单向传输
  • 支持single请求和burst请求
  • 支持存储器-存储器、存储器-外设、外设-存储器传输
  • 通过使用链表,支持分散/连续地址的DMA传输
  • 硬件DMA通道优先级,通道0具有最高优先级,通道2具有最低优先级
  • 两个AHB总线master
  • 支持DMA源地址与目的地址递增或不递增
  • DMA burst size可配置
  • 每个通道内部具有4字的FIFO
  • 支持8-bit、16-bit以及32-bit宽度的传输
  • DMA传输完成或者DMA传输错误产生中断请求
  • DMA中断请求可屏蔽
  • DMA屏蔽前中断请求状态可查询

为使DMA正常工作,软件配置时需满足下列配置顺序:

  1. 配置DMACCxSrcAddr、DMACCxDestAddr、DMACCxLLI、DMACCxControl、DMACCxConfiguration等通道寄存器
  2. 使能DMA通道
  3. 使能DMA控制器

芯片的DMA支持2个通道,通道的source和destination可根据传输的方向配置,每个请求传输数据时使用哪个DMA通道由软件根据DMA控制器来配置决定。

DMA请求为burst请求,相关寄存器为DMACBREQ[15:0]。DMA请求可以通过软件(DMACSoftBReq、DMACSoftSReq)和硬件来产生。硬件DMA请求的分配如表D-1所示。

表D-1 DMA burst传输请求分配

偏移量 名称 描述
0 DTR Flash DTR Flash通道
1-3 Reserved 保留
4 UART0_RX UART0接收
5 UART0_TX UART0发送
6 UART1_RX UART1接收
7 UART1_TX UART1发送
8 UART2_RX UART1接收
9 UART2_TX UART1发送
10-15 Reserved 保留

上述DMA支持的模块,都有独立的访问地址,DTR Flash模块是0x60000000,UART0是0x61000000,UART1是0x62000000,UART3是0x63000000。

寄存器映射

DMA控制器DMAC的寄存器映射基地址为0x40001000,详见表D-2。

表D-2 DMA寄存器映射

偏移量 名称 位宽 类型 复位值 描述
0x000 DMACIntStatus 8 RO 0x00 中断状态寄存器
0x004 DMACIntTCStatus 8 RO 0x00 传输计数中断状态寄存器
0x008 DMACIntTCClear 8 WO 0x00 传输计数中断清除寄存器
0x00C DMACIntErrorStatus 8 RO 0x00 传输错误中断状态寄存器
0x010 DMACIntErrClr 8 WO 0x00 传输错误中断清除寄存器
0x014 DMACRawIntTCStatus 8 RO 0x00 传输计数原始中断状态寄存器
0x018 DMACRawIntErrorStatus 8 RO 0x00 传输错误原始中断状态寄存器
0x01C DMACEnbldChns 8 RO 0x00 通道使能状态寄存器
0x030 DMACConfiguration 3 R/W 0x0 配置寄存器
0x100 DMACCxSrcAddr 32 R/W 0x00000000 通道源地址寄存器
0x104 DMACCxDestAddr 32 R/W 0x00000000 通道目的地址寄存器
0x108 DMACCxLLI 32 R/W 0x00000000 通道链表寄存器
0x10C DMACCxControl 32 R/W 0x00000000 通道控制寄存器
0x110 DMACCxConfiguration 20 R/W 0x00000 通道配置寄存器

中断状态寄存器(DMACIntStatus)

偏移量:0x000

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:8 Reserved 0 R Reserved
7:0 IntStatus 0x00 R 掩蔽后DMA中断的状态,低3位有效,1表示发生中断

传输计数中断状态寄存器(DMACIntTCStatus)

偏移量:0x004

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:8 Reserved 0 R Reserved
7:0 IntTCStatus 0x00 R 中断终端计数请求状态,低3位有效,1表示发生传输计数中断

传输计数中断清除寄存器(DMACIntTCClear)

偏移量:0x008

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:8 Reserved 0 W Reserved
7:0 IntTCClear 0x00 W 终端计数请求清除,低3位有效,写1清除传输计数中断状态

传输错误中断状态寄存器(DMACIntErrorStatus)

偏移量:0x00C

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:8 Reserved 0 R Reserved
7:0 IntErrorStatus 0x00 R 中断错误状态,低3位有效,1表示发生传输错误中断

传输错误中断清除寄存器(DMACIntErrClr)

偏移量:0x010

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:8 Reserved 0 W Reserved
7:0 IntErrClr 0x00 W 中断错误清除,低3位有效,写1表示清除传输错误中断

传输计数原始中断状态寄存器(DMACRawIntTCStatus)

偏移量:0x014

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:8 Reserved 0 R Reserved
7:0 RawIntTCStatus 0x00 R 屏蔽前终端计数中断的状态,低3位有效,1表示发生传输计数原始中断

传输错误原始中断状态寄存器(DMACRawIntErrorStatus)

偏移量:0x018

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:8 Reserved 0 R Reserved
7:0 RawIntErrorStatus 0x00 R 掩蔽前错误中断的状态,低3位有效,1表示发生传输错误原始中断

通道使能状态寄存器(DMACEnbldChns)

偏移量:0x01C

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:8 Reserved 0 R Reserved
7:0 EnabledChannels 0x00 R 通道使能状态,低3位有效,1表示对应通道使能

配置寄存器(DMACConfiguration)

偏移量:0x030

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:1 Reserved 0 R/W Reserved
0 E 0 R/W DMAC使能:
0:不使能
1:使能
该位重置为0,禁用DMAC可降低功耗。

通道源地址寄存器(DMACCxSrcAddr)

偏移量:0x100

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:0 SrcAddr 0 R/W DMA源地址

通道目的地址寄存器(DMACCxDestAddr)

偏移量:0x104

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:0 DestAddr 0 R/W DMA目的地址

通道链表寄存器(DMACCxLLI)

偏移量:0x108

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:2 LLI 0x00000000 R/W 链接列表项。下一个LLI地址的位[31:2],地址位[1:0]为0。
1 Reserved 0 R/W Reserved
0 LM 0 R/W AHB主选择用于加载下一个LLI
0:AHB主1
1:AHB主2

通道控制寄存器(DMACCxControl)

偏移量:0x10C

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31 I 0 R/W 终端计数中断启用位。它控制当前LLI是否会触发终端计数中断。
30:28 Prot 0x0 R/W 保护
27 DI 0 R/W 终端计数中断启用位。它控制当前LLI是否预期触发终端计数中断。目的地增量:每次传输后,目标地址都会递增。
26 SI 0 R/W 源增量。设置后,源地址在每次传输后递增。
25 D 0 R/W 目的地AHB主机选择:
0:为目的地传输选择AHB主机1
1:为目的地传输选择AHB主机2
24 S 0 R/W 源AHB主机选择:
0:源传输选择AHB主机1
1:源传输选择AHB主机2
23:21 DWidth 0x0 R/W 目标传输宽度。传输宽度超过AHB主总线宽度是非法的。源和目标宽度可以彼此不同。硬件会在需要时自动打包和解包数据。
20:18 SWidth 0x0 R/W 源传输宽度。传输宽度超过AHB主总线宽度是非法的。源和目标宽度可以彼此不同。硬件会在需要时自动打包和解包数据。
17:15 DBSize 0x0 R/W 源传输大小。传输大小超过AHB主总线大小是非法的。源和目标大小可以彼此不同。硬件会在需要时自动打包和解包数据。
14:12 SBSize 0x0 R/W 源突发大小。指示组成源突发的传输数。必须将此值设置为源外围设备的突发大小,如果源是内存,则设置为内存边界大小。
11:0 TransferSize 0x000 R/W 传输大小。当DMAC是流量控制器时,写入此字段可设置传输的大小。
从该字段读取的数据表示在目标总线上完成的传输数。当通道处于活动状态时读取寄存器并不能提供有用的信息,因为当软件处理读取的值时,通道可能已经进行了处理。您应该只在通道启用然后禁用时使用它。

通道配置寄存器(DMACCxConfiguration)

偏移量:0x110

复位值:0x00000000

位域 名称 复位值 类型 描述
31:19 EN 0x0000 R/W POR power down控制位
0:开启
1:关闭,POR_RESET=POR_VDD
18 H 0 R/W 暂停:
0:启用DMA请求
1:忽略额外的源DMA请求
通道FIFO的内容被排出。您可以将此值与活跃位和通道使能位一起使用,以完全禁用DMA通道。
17 A 0 R 活跃:
0:FIFO通道中没有数据
1:通道的FIFO有数据
您可以将此值与暂停位和通道使能位一起使用,以完全禁用DMA通道。
16 L 0 R/W 锁定:设置为1时,此位启用锁定传输。
15 ITC 0 R/W 终端计数中断掩码。清除时,该位屏蔽相关通道的终端计数中断。
14 IE 0 R/W 中断错误掩码。清除时,该位掩盖了相关通道的错误中断。
13:11 FlowCntrl 0x0 R/W 流量控制和传输类型。此值表示流量控制器和传输类型。流量控制器可以是DMAC、源外围设备或目标外围设备。传输类型可以是存储器到存储器、存储器到外围设备、外围设备到存储器或外围设备到外围设备。
10 Reserved 0 R/W Reserved
9:6 DestPeripheral 0x0 R/W 目标外围设备。此值选择DMA目标请求外设。如果传输的目标是内存,则忽略此字段。
5 Reserved 0 R/W Reserved
4:1 SrcPeripheral 0x0 R/W 目标外围设备。此值选择DMA目标请求外设。如果传输的目标是内存,则忽略此字段。
0 E 0 R/W 通道使能位。读取此位表示通道当前是否使能或不使能:
0:通道不使能
1:通道使能