第十二章DMA控制器(DMAC).pptxVIP

DMA控制器(DMAC)DMA控制器(DMAC)是一种高效的数据传输方式,可以在CPU不参与的情况下完成大量的数据传输任务。它是现代计算机系统中不可或缺的重要组成部分。作者：

DMAC概述定义DMAC(DirectMemoryAccessController)是一种用于实现高效数据传输的硬件控制器,能够在不占用CPU资源的情况下,直接在存储器之间传输数据。目标DMAC旨在减轻CPU负担,提高系统整体性能,满足实时多任务处理的需求。特点DMAC具有自主工作能力、可编程性强、传输效率高、支持多种传输模式等特点。

DMAC的作用1加速数据传输DMAC可以在CPU和外围设备之间直接传输数据,无需CPU参与,大幅提高数据传输效率。2缓解CPU负担DMAC接管了数据传输任务,使CPU可以专注于其他更复杂的计算和控制工作。3提升系统性能DMAC的并行工作模式和高速数据传输能力,可以大幅提升整个系统的处理能力和响应速度。4支持实时数据处理DMAC可以在数据产生的同时实时传输和处理,满足对低延迟的实时系统需求。

DMAC主要功能快速数据传输DMAC可以在不经过CPU的情况下,实现高速、大容量的数据读写和传输。自动化控制DMAC可以自动执行数据搬移任务,无需CPU持续干预,提高系统效率。性能优化DMAC可以减轻CPU负担,使CPU专注于核心计算任务,提升整体系统性能。灵活配置DMAC提供多种传输模式和通道配置,可针对不同应用场景进行优化。

DMAC的组成DMAC由通道模块、中央控制模块、地址生成模块、计数模块和优先级仲裁模块等主要部分组成。通道模块负责数据传输的具体操作，中央控制模块进行命令解码和状态控制，地址生成模块生成读写地址，计数模块记录传输计数，优先级仲裁模块处理多通道之间的优先级竞争。这些模块协同工作,实现DMAC强大的数据传输功能。

DMAC内部结构DMAC内部由传输控制单元、地址生成单元、总线接口单元等功能模块组成。传输控制单元负责DMA通道的配置、传输过程的监控与控制。地址生成单元用于生成源地址和目标地址。总线接口单元负责与CPU总线、外设总线等进行数据交互。这些功能模块协同工作,完成DMA的高速数据传输任务。

DMAC工作原理1数据请求DMAC接收来自外设或内存的数据传输请求，并根据设定的传输优先级进行调度。2地址生成DMAC自动生成源端和目标端的内存地址，无需CPU干预，提高传输效率。3传输控制DMAC控制数据的实际搬移过程,包括采集源端数据、传输和写入目标端。4中断管理DMAC完成传输后向CPU发出中断信号,CPU据此进行后续处理。

数据传输过程通道分配DMAC首先根据请求分配合适的DMA通道。通道分配可以是固定的也可以是动态的。源地址DMAC获取数据的源地址。这可以是内存地址、外设地址或寄存器地址。目标地址DMAC获取数据的目标地址。这也可以是内存地址、外设地址或寄存器地址。数据传输DMAC按照设定的传输模式和块大小自动将数据从源地址传输到目标地址。传输完成数据传输完成后,DMAC会产生中断或设置状态标志,通知CPU数据已经传输完成。

DMAC通道配置通道设置DMAC通道需要配置各种参数,如传输模式、源地址、目标地址、传输数据量等,以满足不同应用场景的需求。通道管理通过软件编程,可以灵活地分配和管理DMAC的各个通道,以实现高效的数据传输。通道连接DMAC通道需要与外围设备的外设接口进行正确的连接,以确保数据能够顺利传输。

DMAC通道控制通道开启DMAC拥有多个独立的通道,可以根据需求开启特定通道。通道开启后可以进行数据传输操作。通道配置每个通道都有相应的寄存器用于配置传输模式、数据宽度、优先级等参数,满足不同场景的传输需求。通道控制DMAC通道可以灵活地启动、暂停和终止数据传输,满足动态变化的系统需求。通道监控DMAC提供通道状态查询,可以监控传输进度和异常情况,为系统运行提供可靠保障。

传输模式选择1突发模式(BurstMode)一次性传输完整数据块,适用于大块数据传输,具有高效率和低延迟。2循环模式(CyclicMode)周期性地传输小数据块,适用于需要实时性的应用,可以提高系统响应速度。3自动模式(AutoMode)DMAC可根据实时需求自动选择最优的传输模式,提高系统的灵活性和适应性。

端口选择和地址生成灵活的通道配置DMAC允许用户根据实际需求灵活配置数据传输通道,选择合适的数据源和目标端口。动态地址生成DMAC可根据配置自动生成数据源和目标地址,减轻CPU负担,提高传输效率。支持复杂寻址模式DMAC支持多种寻址模式,如线性、二维、链表等,满足复杂的数据传输需求。

优先级控制通道优先级DMAC支持对不同通道设置不同的传输优先级,以确保高优先级任务得到及时响应。优先级仲裁DMAC内部设有优先级仲裁逻