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AT32讲堂090 | 雅特力AT32F402/F405 DMA使用指南

AT32 MCU 雅特力科技 · 公众号 · 硬件科技自媒体 · 2024-11-19 19:20

正文

DMA简介

DMA控制器的作用不仅在增强系统性能并减少处理器的中断生成，而且还针对32位MCU应用程序专门优化设计。DMA控制器为存储器到存储器，存储器到外设和外设到存储器的传输提供了7个通道。每个通道都支持外设的DMA请求映射到任意通道上。

图1. DMA控制器架构

DMAMUX简介

对于如何将外设的DMA请求映射到任意的数据流通道上，就需要使用到DMAMUX。DMAMUX针对每个外设都设计了独有的ID号，使用者只需要将此ID号写入对应的寄存器中并打开DMAMUX功能即可。DMAMUX的引入，使得DMA相较于传统DMA控制器变得更加灵活，使用者可以随意的分配7个通道的使用情况，不必再纠结与某个IP的DMA请求只能固定使用在某个或某几个通道上。

各IP对应ID号如下表：

表1. 各IP对应ID号列表

注：表格中“DMAMUX请求”为ID号；“来源”为各IP的DMA请求。

DMA功能解析

可编程数据宽度

DMA控制器的通道可支持传输不同数据宽度，byte/halfword/word。通过DMA_CxCTRL中的PWIDTH和MWIDTH位可以对源数据和目标数据的数据宽度进行编程，通常情况下需要设置PWIDTH和MWIDTH位相等，当PWIDTH不等于MWIDTH时，会依据PWIDTH/MWIDTH设定将资料对齐。

图2. PWIDTH：byte, MWIDTH：half-word

图3. PWIDTH：half-word, MWIDTH：word

配置DMAMUX

在M2P与P2M模式下，必须配置DMAMUX，否则DMA不会响应外设DMA请求。DMAMUX的作用是为外设的DMA请求复用通道，即任何一个外设的DMA请求可以映射到DMA1/DMA2的任意通道，这大大增加了DMA通道分配的灵活性。

配置DMAMUX比较简单，只需调用专门提供的两个接口函数即可：

配置请求生成器模块

在配置了DMAMUX时，可选择配置DMA请求生成器模块，模块一共有4个请求生成器通道。此模块无需任何传统外设（如TIMER、SPI等）提供DMA请求，可通过外部EXINT输入作为DMA请求源输入。

配置请求生成器模块较为简单，只需调用专门提供的接口函数即可：

配置请求同步模块

在配置了DMAMUX时，可选择配置DMA同步模块，模块一共有7个同步通道。使能此功能后，当外设产生DMA请求时，DMA不会马上响应并传输数据，而是要等待同步信号的到来，当接收到同步信号后，DMA才会根据配置传输数据；同步信号可由外部EXINT输入提供

配置同步模块较为简单，只需调用专门提供的接口函数即可：

DMA配置解析

以下对DMA的配置接口及流程进行说明。

函数接口

表2. 通道配置函数列表

数据流配置

设置外设地址（CxPADDR寄存器）
数据传输的初始外设地址，在传输过程中不可被改变。
设置存储器地址（CxMADDR寄存器）
数据传输的初始内存地址，在传输过程中不可被改变。
配置数据传输量（CxDTCNT寄存器）
可编程的传输数据长度最大为65535。在传输过程中，该传输数据量的值会逐渐递减。
数据流配置（CxCTRL寄存器）
包含通道优先级，数据传输的方向、宽度、地址增量模式、循环模式和中断方式。
优先级（CHPL）
分为4个等级，最高优先级、高优先级、中等优先级和低优先级。
若有2个流优先级设定相同，则较低编号的流有较高的优先权。举例，流1优先于流2。
数据传输方向（DTD）
分为存储器到外设（M2P），外设到存储器（P2M）或存储器到存储器（M2M）传输。
在存储器到存储器传输模式下不允许使用循环模式、双缓冲模式和直接模式。
数据传输宽度（PWIDTH/MWIDTH）
根据实际使用情景，可配置宽度为byte、halfword、word。
地址增量模式（PINCM/MINCM）
当通道配置设定为增量模式时，下一笔传输的地址将是前一笔传输地址加上传输宽度（PWIDTH/MWIDTH）。
循环模式（LM）
当流配置设定为循环模式时，在最后一次传输后CxDTCNT寄存器的内容会恢复成初始值。
使能DMAMUX（MUXSEL寄存器的TBL_SEL位）
在非存储器到存储器（M2M）模式下时，需要使能DMAMUX功能，才能启动数据流响应外设的DMA请求。
写入外设ID号（MUXCxCTRL寄存器的REQSEL）
在非存储器到存储器（M2M）模式下时，需要将外设的DMA请求ID号写入，才能启动数据流响应外设的DMA请求。
打开数据流（CxCTRL寄存器的CHEN位）

配置流程

打开DMA时钟；
调用通道复位函数复位数据流；
调用结构体初始化函数初始化通道配置结构体；
调用初始化函数初始化通道；
调用DMAMUX使能函数以及ID号写入函数配置DMAMUX相关内容；
调用通道使能函数开启通道。

PS. 案例介绍可点击文末”阅读原文”查看AN0179

关于雅特力

雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(MCU)创新趋势的芯片设计公司，拥有领先高端芯片研发技术、完整的硅智财库及专业灵活的整合经验，分別在重庆、深圳、苏州、上海、台湾设有研发、销售及技术支持分部。

雅特力坚持自主研发，以科技创新引领智慧未来，专注于ARM® Cortex®-M4/M0+的32位微控制器研发与创新，提供高效能、高可靠性且具有竞争力的产品。全系列产品采用55nm先进工艺，通过ISO 9001质量管理体系认证，缔造M4业界最高主频288MHz运算效能。自2018年正式对外销售至今，累积了相当多元的终端产品成功案例，广泛地覆盖工控、电机、车载、消费、商务、5G、物联网、新能源等领域，助力客户实现产业升级。

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