硬件学习笔记--66 MCU的DMA简介

        DMA（Direct Memory Access，直接存储器访问）是MCU中一种重要的数据传输机制，它允许外设与存储器之间或存储器与存储器之间直接传输数据，而无需CPU的持续干预。

1、DMA的基本原理

1.1 核心概念：

1）DMA控制器作为独立的硬件模块，可在不占用CPU资源的情况下管理数据传输

2）CPU只需初始化DMA传输，完成后通过中断或标志位获知传输状态

1.2 工作流程：

1）配置源地址、目标地址、传输长度和传输模式；

2）启动DMA传输；

3）DMA控制器接管总线控制权；

4）完成传输后产生中断通知CPU

2、DMA的主要特点

2.1 优势：

1）显著降低CPU负载，提高系统整体性能；

2）支持高速数据传输；

3）减少功耗（CPU可以进入低功耗模式）

2.2 技术指标：

1）传输宽度（8/16/32位）；

2）传输模式（单次/循环）；

3）优先级管理；

4）中断能力

3、DMA的典型应用场景

3.1 常见用途：

1）高速ADC数据采集；

2）串口通信大数据量传输；

3）存储器间数据搬移；

4）显示控制器帧缓冲更新

3.2 具体示例：

1）STM32中ADC+DMA实现自动采样；

2）ESP32中SPI+DMA实现高速显示屏刷新；

3）NRF52中UART+DMA实现低功耗数据接收

4、DMA使用注意事项

4.1 常见问题

1）缓存一致性问题（尤其在有Cache的MCU上）；

2）总线冲突和仲裁；

3）传输对齐问题

4.2 优化建议

1）合理设置DMA优先级；

2）使用适当的数据对齐方式；

3）考虑使用双缓冲减少等待时间；

4）在支持Cache的MCU上注意缓存一致性

5、不同MCU的DMA实现对比

特性	STM32	ESP32	NRF52
通道数	多通道(8-16)	8个DMA通道	易于使用的DMAC
传输类型	外设↔内存,内存↔内存	外设↔内存	外设↔内存
特色功能	双缓冲,循环模式	链式DMA	低功耗优化

6、小结

        DMA是现代MCU中提高系统效率的关键技术，合理使用可以大幅提升系统性能并降低功耗。实际应用中需要根据具体MCU型号和需求进行优化配置。