一、DMA工作原理
所谓DMA方式,即直接存储器存取(Direct Memory Acess),在DMA控制器的控制下,不通过CPU控制,高速地和I/O设备和存储器之间交换数据。
S3C2410具有一个4通道DMA控制器。该DMA控制器位于系统总线(AHB)和外设总线(APB)之间。每个DMA通道均能在系统总线和(或)外设总线之间执行一次数据搬移。这样可以有四种DMA数据搬移:
(1)源设备和目标都在系统总线AHB上
(2)源设备在系统总线AHB,而目标设备位于外围总线APB
(3)源设备在外围总线APB,而目标设备位于系统总线AHB
(4)源设备和目标都在外围总线APB上
DMA请求可以被软件、片内外设请求或者外部引脚请求来发起。
1. S3C2410结构框图
2. DMA请求源
4通道DMA
这里nXDREQ0 和nXDREQ1表示两个外部源, I2SSDO 和I2SSDI表示IIS 的发送和接收。
3. DMA传输过程
采用DMA方式进行数据传输的具体过程如下:
(1)外设向DMA控制器发出DMA请求;
(2)DMA控制器向CPU发出总线请求信号;
(3)CPU执行完现行的总线周期后,向DMA控制器发出响应请求的回答信号;
(4)CPU将控制总线、地址总线及数据总线让出,由DMA控制器进行控制;
(5)DMA控制器向外部设备发出DMA请求回答信号;
(6)进行DMA传送;
(7)数据传送完毕,DMA控制器通过中断请求线发出中断信号。CPU在接收到中断信号后,转入中断处理程序进行后续处理。
(8)中断处理结束后,CPU返回到被中断的程序继续执行。CPU重新获得总线控制权。
4. S3C2410 DMA 的基本时序
nXDREQ请求生效并经过2CLK周期同步后,nXDACK响应并开始生效,但至少还要经过3CLK的周期延迟,DMA控制器才可获得总线的控制权,并开始数据传输。
5. DMA的服务模式
共有两种服务模式,一种是单一服务模式(single service),另外一种是整体服务模式(whole service)。
在单一服务模式下,一次请求服务一次,服务完毕后等待DMA 请求再一次来临才能进行新的服务。这种模式下一次请求传输的数据量为:Data Size = Atomic transfer size (字节)
在整体服务模式下,使用DMA 计数器(TC),每传输一个原子传输该计数器减1,直到DMA计数器的值减为零,才等待下一次DMA请求。Data Size = Atomic transfer size × TC(字节)
Atomic transfer:指的是DMA的单次原子操作,它可以是Unit模式(传输1个data size),也可以是burst模式(传输4个data size)
单次原子操作期间,总线将被Hold,其它DMA请求不被响应
6. S3C2410 DMA 的两种控制协议
- 请求模式:If XnXDREQ remains asserted, the next transfer starts immediately. Otherwise it waits for XnXDREQ to be asserted.
- 握手模式:If XnXDREQ is deasserted, DMA deasserts XnXDACK in 2cycles. Otherwise it waits until XnXDREQ is deasserted.
7. S3C2410 DMA 的三种协议类型
- 单一服务请求
- 单一服务握手
- 整体服务握手:
二、S3C2410A的DMA控制器
要进行DMA操作,首先要对S3C2410A的相关寄存器进行正确配置。每个DMA通道有9个控制寄存器,因此对于4通道的DMA控制器来说总共有36个寄存器。其中每个DMA通道的9个控制寄存器中有6个用于控制DMA传输,另外3个用于监控DMA控制器的状态。
- DMA初始源寄存器(DISRC)
- DMA初始源控制寄存器(DISRCC)
- DMA初始目标地址寄存器(DIDST)
- DMA初始目标控制寄存器(DIDSTC)
- DMA控制寄存器(DCON)
- DMA屏蔽触发寄存器(DMASKTRIG)
- DMA状态寄存器(DSTAT)
- DMA当前源寄存器(DCSRC)
- DMA当前目标寄存器(DCDST)
1. 6个DMA控制寄存器。
2. 3个DMA状态寄存器
三、DMA编程实例
举例:使用DMA方式实现从存储器到串口0进行数据发送。