存储器到外设DMA动态访问技术

　　DMA，即动态内存访问，是一些微控制器的一项功能，数据可以独立于CPU移动，使CPU可以自由地做其他工作，从而增加了系统可以同时完成的工作总量。

　　DMA可以将数据从一个内存区域移动到另一个，从内存移动到外设，或者从外设移动到内存。

　　存储器到外设DMA

　　存储器到外设数据复制的一个例子是大量数据应该通过通信外设（例如UART）传输的情况；如果没有DMA，CPU将需要在传输数据时进行“阻塞”（通常传输速度相对较慢，取决于通信协议的速度），或者使用中断来管理传输（由于中断上下文切换，这会增加额外的处理开销）。

　　这个例子也只考虑了只有一个数据传输需要同时发生的情况——DMA通常可以同时处理多个数据流（取决于特定的微控制器实现）。

　　外设到存储器DMA

　　外设到内存的DMA是类似的——当CPU忙于做其他事情时，可以从通信外设（如UART）读取数据，并将其复制到内存缓冲区。除了让CPU自由地做其他工作之外，这还确保了通信数据不会因为CPU忙于另一个任务而不在准备处理接收数据的代码段中而丢失。

　　同样，当有多个设备可能同时通信时（想想5个或10个！）;DMA可以用来缓冲它们的每个通信，完美地并且没有数据丢失的可能性，直到CPU运行准备好处理接收的数据的代码段。虽然有些微控制器在通信外设中包含一个小的接收缓冲器，但利用DMA，接收缓冲器可以任意大，只受可用RAM的限制。

　　外设到存储器DMA的另一个例子可以是通过ADC采样模拟信号。本例中设置了一个定时器，用于以设定的时间间隔触发一个或多个通道上的ADC采样。采样发生时，读数通过DMA自动传输到内存缓冲区。然后，单独的DMA流可以将这些缓冲区复制到另一个内存区域，供CPU运行DSP（数字信号处理）算法。最后，另一个DMA流可用于将处理后的信号传输至微控制器DAC进行输出（存储器至外设）。（如果您不熟悉这些术语，您可以在我们的中找到概述物理输出核心或者数（字）－模（拟）转换器博客文章）。这样，CPU就可以腾出时间来运行密集型DSP算法，而无需浪费任何时间来管理ADC、存储器复制或DAC。

　　对于接收数据，一些微控制器支持循环DMA缓冲区，而其他微控制器支持乒乓缓冲区，其中数据接收在两个存储器部分之间交替进行（本文作者更喜欢循环缓冲区，认为它们更有效，更容易编写代码）。

　　对于没有经验的程序员来说，DMA可能令人望而生畏，但是一旦你投入时间使用它一次，那么你就有了一个代码模板，它可以很容易地复制到其他项目，并且可以大大提高你的项目的质量和/或你的微控制器可以处理的项目的复杂性。

　　审核编辑：黄飞