單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)-33-DMA模塊-1

單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)（33）1/13內(nèi)容提綱一DMA簡(jiǎn)介二DMA模塊的結(jié)構(gòu)和主要特征2/13DMA簡(jiǎn)介一3/131、DMA概述DMA（DirectMemoryAccess，直接存儲(chǔ)器存?。┯脕?lái)提供在外設(shè)和存儲(chǔ)器之間或者存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)須CPU干預(yù)，是所有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的重要特色。4/132、DMA的基本工作過(guò)程在DMA模式下，CPU只須向DMA控制器下達(dá)指令，讓DMA控制器來(lái)處理數(shù)據(jù)的傳送，數(shù)據(jù)傳送完畢再把信息反饋給CPU，這樣在很大程度上減輕了CPU資源占有率，可以大大節(jié)省系統(tǒng)資源。5/133、DMA的應(yīng)用場(chǎng)合DMA主要用于快速設(shè)備和主存儲(chǔ)器成批交換數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。在這種應(yīng)用中，處理問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)集中到兩點(diǎn)：一是不能丟失快速設(shè)備提供出來(lái)的數(shù)據(jù)，二是進(jìn)一步減少快速設(shè)備輸入輸出操作過(guò)程中對(duì)CPU的打擾。這可以通過(guò)把這批數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程交由DMA來(lái)控制，讓DMA代替CPU控制在快速設(shè)備與主存儲(chǔ)器之間直接傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)完成一批數(shù)據(jù)傳輸之后，快速設(shè)備還是要向CPU發(fā)一次中斷請(qǐng)求，報(bào)告本次傳輸結(jié)束的同時(shí)，“請(qǐng)示”下一步的操作要求。6/13DMA模塊的結(jié)構(gòu)和主要特征二7/131、STC8H8K64U單片機(jī)外設(shè)到外設(shè)的DMA關(guān)系矩陣STC8H8K64U的DMA控制器用來(lái)管理來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)外設(shè)對(duì)存儲(chǔ)器訪問(wèn)的請(qǐng)求，支持如下幾種DMA操作：M2M_DMA：XRAM存儲(chǔ)器到XRAM存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。ADC_DMA：自動(dòng)掃描使能的ADC通道并將轉(zhuǎn)換的ADC數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)到XRAM中。SPI_DMA：自動(dòng)將XRAM中的數(shù)據(jù)和SPI外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。UR1T_DMA：自動(dòng)將XRAM中的數(shù)據(jù)通過(guò)串口1發(fā)送出去。UR1R_DMA：自動(dòng)將串口1接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到XRAM中。UR2T_DMA：自動(dòng)將XRAM中的數(shù)據(jù)通過(guò)串口2發(fā)送出去。UR2R_DMA：自動(dòng)將串口2接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到XRAM中。UR3T_DMA：自動(dòng)將XRAM中的數(shù)據(jù)通過(guò)串口3發(fā)送出去。UR3R_DMA：自動(dòng)將串口3接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到XRAM中。UR4T_DMA：自動(dòng)將XRAM中的數(shù)據(jù)通過(guò)串口4發(fā)送出去。UR4R_DMA：自動(dòng)將串口4接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到XRAM中。LCM_DMA：自動(dòng)將XRAM中的數(shù)據(jù)和LCM設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。8/131、STC8H8K64U單片機(jī)外設(shè)到外設(shè)的DMA關(guān)系矩陣9/132、STC8H8K64U單片機(jī)DMA的功能框圖10/13DMA控制器和CPU共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線，執(zhí)行直接存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)CPU和DMA同時(shí)訪問(wèn)相同的目標(biāo)（RAM或外設(shè)）時(shí)，DMA請(qǐng)求會(huì)暫停CPU訪問(wèn)系統(tǒng)總線若干個(gè)周期，總線仲裁器執(zhí)行循環(huán)調(diào)度，以保證CPU至少可以得到一半的系統(tǒng)總線（存儲(chǔ)器或外設(shè)）使用時(shí)間。每個(gè)外設(shè)每次DMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量為256字節(jié)，即最大緩沖區(qū)為256字節(jié)。串口1接收每次可支持256字節(jié)、同時(shí)發(fā)送每次也可支持256字節(jié)，串口的發(fā)送和接收不沖突。串口2、串口3、串口4、SPI、LCM以及存儲(chǔ)器直接的DMA均與串口1類似。特別的，ADC的DMA數(shù)據(jù)傳輸計(jì)數(shù)方式不是最大數(shù)據(jù)傳輸量，而與ADC的使能通道和ADC轉(zhuǎn)換次數(shù)設(shè)置相關(guān)。11/13每種DMA對(duì)XRAM的讀寫(xiě)操作都可設(shè)置4級(jí)訪問(wèn)優(yōu)先級(jí)，硬件自動(dòng)進(jìn)行XRAM總線的訪問(wèn)仲裁，不會(huì)影響CPU的XRAM的訪問(wèn)。發(fā)生一個(gè)事件后，外設(shè)向DMA控制器發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)。DMA控制器根據(jù)訪問(wèn)優(yōu)先級(jí)處理請(qǐng)求。當(dāng)DMA控制器開(kāi)始訪問(wèn)發(fā)出請(qǐng)求的外設(shè)時(shí)，DMA控制器立即發(fā)送給外設(shè)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。當(dāng)外設(shè)從DMA控制器得到應(yīng)答信號(hào)時(shí)，立即釋放請(qǐng)求。一旦外設(shè)釋放了請(qǐng)求，DMA控制器