//北京联合大学实训基地潘峰//qq:66797490//微博：潘峰_buu//博客：/panpan_0315/blog/DMA模块DMA模块简介所谓DMA就是直接内存存取（Direct Memory Access），是计算机科学中的一种内存访问技术。

以前我们向内存传送数据，都是通过CPU来进行。

比如AD完成后，我们要把结果寄存器中的值传送到内存的一个变量中，一种方法就是查询COCO标志位（详见ADC模块一节），一旦置1，就读取结果寄存器并传送。

这种方法CPU需要不断查询标志位，耽误时间，降低效率。

我们也可以使用中断的方式，CPU并不需要轮询标志位，而是AD转换完成后触发中断，CPU中断当前的程序，转向执行中断服务程序，在中断服务程序中读取结果寄存器，然后传送到内存中。

这种方式虽然省去了轮询的时间消耗，但传送数据仍然是由CPU完成的，如果是大批量数据高速传输的话，频繁的中断也将造成很重的CPU负担，于是就有了DMA。

和轮询方式、中断方式不同的是，DMA是通过DMA控制器接管数据和地址总线，根据事先设定好的源地址和目的地址，以及传送的字节数，将数据自动传送到指定的位置，而不需要CPU的介入，从而CPU的负担大大减轻。

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。

在制作智能车的应用中，摄像头组的同学，需要将摄像头采集的数据用最快的速度传送到内存变量中，以采集更多的点。

Kinetis芯片的DMA功能这个时候就能发挥重要的作用了。

首先我们需要了解一下和Kinetis芯片的DMA功能有关的一些概念。

1．DMA源和DMA通道在Kinetis芯片中，很多模块都可以请求DMA模块进行数据传送。

所谓DMA源，也就是DMA传送请求是谁发出的。

以K60DN512Z为例，共有63个DMA源。

而DMA源发出的DMA请求并不是直接提交到DMA控制器，而是通过DMA多路复用器的16个DMA通道提交的。

需要设置相关的寄存器建立DMA源和DMA通道之间的映射关系。

如图错误!文档中没有指定样式的文字。

-1所示。

图错误!文档中没有指定样式的文字。

-1 DMA多路复用器2．DMA模块框图DMA控制模块分为两部分，一个是DMA引擎（eDMA Engine）。

一个是DMA传输控制描述符（TCD），如图错误!文档中没有指定样式的文字。

-2所示。

图错误!文档中没有指定样式的文字。

-2 DMA控制框图3．DMA描述符每个通道需要一个32个字节的传输控制描述符用于定义我们想要的数据传送操作。

描述符按通道0~通道15的顺序依次存放在DMA模块的内存中。

描述符中包含了对应的数据传送的所有信息，主要有源地址，目的地址，传送次数，每次传送的字节数，传送完毕后源地址和目的地址如何调整等等，当一个通道的DMA传送结束后，源地址和目的地址需要加上各自的调整量回写到TCD中，传送计数也需要重新初始化并回写到TCD中。

如表错误!4．主循环和副循环数据的传送分为主循环（major loop）和副循环（minor loop）。

如何理解这两个概念呢。

我们不妨假设用软件来实现有规律的顺序数据传送，使用C语言来实现的话，可以用for循环。

好比用两层嵌套的for循环来实现。

如使用DMA做同样的工作，过程是相同的，外层的循环又称主循环，即major loop。

内层循环称为副循环，即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。

5．主/副循环链接功能Kinetis的DMA模块有个功能叫主/副循环链接，就是当一个通道的主循环（Major loop）或副循环（minor loop）结束后，自动链接到另一个通道进行传输。

比如你可以用通道0传送AD数据到内存，完毕后，立刻链接到通道1将内存中的数再传送到DAC。

如果要使用这个功能，需要设置DMA_TCDn_CSR寄存器或DMA_TCD_CITER寄存器。

6．散/聚模式Kinetis的DMA模块还有个特殊的功能叫散/聚模式（Scatter/Gather）。

在这个模式下，当一个通道的主循环（major loop）传输结束后，由一个指针指向一个内存中的新的传输控制描述符（TCD）的起始地址，DMA控制器将从内存中载入该描述符。

这种应用可用在分散存储的内存应用中。

多个需要传送的数据块没有按地址连续存放，而是分散存储在内存的不同位置时，可采用这种方式。

如果要使用这个功能，需要设置DMA_TCDn_CSR寄存器。

7．副循环映射前面提到，数据的传送分为主循环（major loop）和副循环（minor loop）。

一般情况下，每传送一次指定宽度的数据，源地址和目的地址都会加上一个设定好的偏移量，直到这次副循环传送的字节数全部完成，等待下一次DMA请求。

当下一次请求到来时，下一次副循环开始传送，访问的源地址或目的地址和上一次都是连续的，如果不希望连续，而是跳过若干字节，可启用副循环映射，并设定好源地址或目的地址的偏移量。

相关寄存器1.DMA控制寄存器（DMA_CR）●CX：取消传输。

向该位写1将取消当前的传送。

CX=0：普通操作模式；CX=1：取消剩下的传送，该位在取消操作完成后自动清0。

●ECX：错误取消传送。

ECX=0：普通操作模式；ECX=1：和CX作用相同，但是ECX置位会被视为DMA错误，相关的错误寄存器会置位且可能引发错误中断。

●EMLM：使能副循环映射。

在传输控制描述符中有一个字段NBYTE，当EMLM=0和EMLM=1时，该字段的内容有不同的含义，详细参见DMA_TCD_NBYTES寄存器介绍。

EMLM=0：禁止副循环映射；EMLM=1：使能副循环映射。

●CLM：连续链接模式。

CLM=0：当一个副循环（minor loop）结束后，在再次被激活之前，还必须通过通道裁决；CLM=1：当一个副循环（minor loop）结束后，在再次被激活之前，不需要通过通道裁决。

●HALT：停止DMA操作。

HALT=0：普通操作模式；HALT=1：停止任何新通道的启动，正在执行的通道可继续执行到结束。

直到该位清0，各通道方可恢复正常。

●HOE：错误停止，该位置位时，一旦发生DMA传送错误则会将HALT置位。

HOE=0：正常模式；HOE=1：任何错误都会造成HALT位置位，所有服务请求被忽略直到HALT被清除。

●ECRE：使能循环通道裁决。

所谓裁决就是当多个通道优先级判断，通过设置ECRE可选择不同的判断方法。

ECRE=0：固定优先级的通道裁决方法；ECRE=1：使用循环通道裁决方法，即从最高的通道号到最低的通道号依次响应DMA 请求而不考虑其优先级。

●EDBG：使能调试。

EDBG=0：在调试模式下，DMA继续运行；EDBG=1：调试模式下，新通道的启动被停止。

正在运行的通道可继续执行到结束。

各通道直到系统退出调试状态或EDBG位被清0时恢复。

2.错误状态寄存器（DMA_ES）该寄存器用于报告通道错误，该寄存器反映的错误是来自上一次DMA请求并记录的DMA传送造成的。

通道错误由以下因素造成：●设置错误，传输控制描述符TCD的非法设置或在固定优先级裁决中设置了非法的优先级；●在总线控制器读写周期中出现了非法终止。

●VLD：所有错误状态位的逻辑或。

该寄存器中其它任何一个错误位置1，该位都会置1。

VLD=0：没有任何错误发生；VLD=1：至少一个错误位被置位。

●ECX：传输取消。

ECX=0：没有被取消的传输；ECX=1：上一个登记的入口是一个被错误传输输入取消的传输。

●CPE：通道优先级错误。

CPE=0：没有通道优先级错误；CPE=1：上一个登记的错误是优先级配置错误，优先级的设置不唯一。

●ERRCHN：错误的通道号或被取消的通道号。

●SAE：源地址错误。

SAE=0：无源地址错误；SAE=1：源地址错误。

TCDn_SADDR域和TCDn_ATTR[SSIZE]不一致。

●SOE：源偏移量错误。

SOE:=0：无源偏移量错误；SOE=1：源偏移量错误，TCDn_SOFF域和TCDn_ATTR[SSIZE]不一致。

●DAE：目的地址错误。

DAE=0：无目的地址错误；DAE=1：最后登记的错误是目的地址错误。

即TCDn_DADDR域和TCDn_ATTR[SSIZE]不一致。

●DOE：目的地址偏移量错误。

DOE=0：无目的地址偏移量错误；DOE=1：目的地址偏移量错误，TCDn_DOFF域和TCDn_ATTR[SSIZE]不一致。

●NCE：NBYTES/CITER 设置错误。

NCE=0：没有NBYTES/CITER 设置错误；NCE=1：NBYTES/CITER错误。

TCDn_NBYTES不是TCDn_ATTR[SSIZE] 和TCDn_ATTR[DSIZE]的倍数；TCDn_CITER[CITER]设为0；TCDn_CITER[ELINK]和TCDn_BITER[ELINK]不相等。

●SGE：散/聚模式（Scatter/Gather）错误。

SGE=0：无散/聚模式设置错误；SGE=1：散/聚模式设置错误。

●SBE：源总线错误。

SBE=0：无源总线错误；SBE=1：最后一个被记录的错误是读取源地址时发生的总线错误。

●DBE：目的总线错误。

3.DMA请求使能寄存器（DMA_ERQ）●ERQn：使能通道n的DMA请求。

ERQn=0：通道n的DMA请求信号被禁止；ERQn=1：通道n的DMA请求信号被使能。

注意：在硬件DMA请求到达之前，对应位必须置1，但软件DMA请求和链接通道的DMA请求不受该位影响。

4.DMA错误中断使能寄存器（DMA_EEI）●EEIn：通道n的错误中断使能。

EEIn=0：通道n的错误中断被禁止；EEIn=1：通道n的错误中断被使能。

5.中断请求寄存器（DMA_INT）●INTn：中断请求n。

INTn=0：对应通道无中断请求；INTn=1：对应通道发出中断请求。

6.错误寄存器（DMA_ERR）●ERRn：通道n错误。

ERRn=0：对应通道没有出现错误；ERRn=1：对应通道出现错误。

7.硬件请求状态寄存器（DMA_HRS）●HRSn：通道n硬件请求。

HRSn=0：对应通道未出现硬件服务请求；HRSn=1：对应通道出现硬件服务请求。

8.通道n优先级寄存器（DMA_DCHPRIn）所谓优先级裁决，即当有多个DMA通道发出DMA请求时，如何决定响应的先后顺序？或有新的DMA请求到达，而当前的DAM传送还未完成，如何处理？这跟中断优先级的判断是一个道理。