dma控制器

1、DMA由来 DMA(Direct Memory Access,直接存储器访问)。在ＤＭＡ出现之前，CPU与外设之间的数据传送方式有程序传送方式、中断传送方式。CPU是通过系统总线与其他部件连接并进行数据传输。 1.1程序传送方式 程序传送方式是指直接在程序控制下进行数据的输入/输出操作。分为无条件传送方式和查询(条件传送方式)两种。 1.1.1无条件传送方式 微机系统中的一些简单的外设，如开关、继电器、数码管、发光二极管等，在它们工作时，可以认为输入设备已随时准备好向CPU提供数据，而输出设备也随时准备好接收CPU送来的数据，这样，在CPU需要同外设交换信息时，就能够用IN或OUT指令直接对这些外设进行输入/输出操作。由于在这种方式下CPU对外设进行输入/输出操作时无需考虑外设的状态，故称之为无条件传送方式。 1.1.2查询(有条件)传送方式 查询传送也称为条件传送，是指在执行输入指令（IN）或输出指令（OUT）前，要先查询相应设备的状态，当输入设备处于准备好状态、输出设备处于空闲状态时，CPU才执行输入/输出指令与外设交换信息。为此，接口电路中既要有数据端口，还要有状态端口。 1.2中断传送方式 中断传送方式是指当外设需要与CPU进行信息交换时，由外设向CPU发出请求信号，使CPU暂停正在执行的程序，转而去执行数据输入/输出操作，待数据传送结束后，CPU再继续执行被暂停的程序

应用和硬件的关系 我们作为程序员一般很少直接操控硬件，我们一般通过 C、Java 等高级语言编写的程序起到间接控制硬件的作用。所以大家很少直接接触到硬件的指令，硬件的控制是由 Windows 操作系统 全权负责的。 你一定猜到我要说什么了，没错，我会说但是，任何事情没有绝对性，环境的不同会造成结果的偏差。虽然程序员没法直接控制硬件，并且 Windows 屏蔽了控制硬件的细节，但是 Windows 却为你开放了 系统调用 功能来实现对硬件的控制。在 Windows 中，系统调用称为 API ，API 就是应用调用的函数，这些函数的实体被存放在 DLL 文件中。 下面我们来看一个通过系统调用来间接控制硬件的实例 假如要在窗口中显示字符串，就可以使用 Windows API 中的 TextOut 函数。TextOut 函数的语法（C 语言）如下 BOOL TextOut{ HDC hdc, // 设备描述表的句柄 int nXStart, // 显示字符串的 x 坐标 int nYStart, // 显示字符串的 y 坐标 LPCTSTR lpString, // 指向字符串的指针 int cbString // 字符串的文字数 } 那么，在处理 TextOut 函数的内容时，Windows 做了些什么呢？从结果来看，Windows 直接控制了作为硬件的显示器。但 Windows

引言 传统的 Linux 操作系统的标准 I/O 接口是基于数据拷贝操作的，即 I/O 操作会导致数据在操作系统内核地址空间的缓冲区和应用程序地址空间定义的缓冲区之间进行传输。这样做最大的好处是可以减少磁盘 I/O 的操作，因为如果所请求的数据已经存放在操作系统的高速缓冲存储器中，那么就不需要再进行实际的物理磁盘 I/O 操作。但是数据传输过程中的数据拷贝操作却导致了极大的 CPU 开销，限制了操作系统有效进行数据传输操作的能力。 零拷贝（ zero-copy ）技术可以有效地改善数据传输的性能，在内核驱动程序（比如网络堆栈或者磁盘存储驱动程序）处理 I/O 数据的时候，零拷贝技术可以在某种程度上减少甚至完全避免不必要 CPU 数据拷贝操作。 什么是零拷贝？ 零拷贝就是一种避免 CPU 将数据从一块存储拷贝到另外一块存储的技术。针对操作系统中的设备驱动程序、文件系统以及网络协议堆栈而出现的各种零拷贝技术极大地提升了特定应用程序的性能，并且使得这些应用程序可以更加有效地利用系统资源。这种性能的提升就是通过在数据拷贝进行的同时，允许 CPU 执行其他的任务来实现的。 零拷贝技术可以减少数据拷贝和共享总线操作的次数，消除传输数据在存储器之间不必要的中间拷贝次数，从而有效地提高数据传输效率。而且，零拷贝技术减少了用户应用程序地址空间和操作系统内核地址空间之间因为上下文切换而带来的开销

1.1 主函数 int main ( void ) { XGpio_Initialize(&Gpio, AXI_GPIO_DEV_ID); XGpio_SetDataDirection(&Gpio, 1, 0); init_intr_sys(); XGpio_DiscreteWrite(&Gpio, 1, 1); axi_dma_test(); } 1.2 三个简单函数 （1）、XGpio_Initialize(&Gpio, AXI_GPIO_DEV_ID); 本语句对GPIO进行初始化，对实例数据进行配置。 （2）、XGpio_SetDataDirection(&Gpio, 1, 0); 设置GPIO的方向，向通道1写0，0：输出，1：输入。 （3）、XGpio_DiscreteWrite(&Gpio, 1, 1); 设置GPIO的输出为1。 一、 init_intr_sys函数分析 1、DMA_Intr_Init(&AxiDma,0); DMA中断实例化函数，将要配置的DMA信息先lookupConfig再进行CfgInitialize，DMA采用块模式（Block mode），如果是Sg模式，则配置失败。 2、Timer_init(&Timer,TIMER_LOAD_VALUE,0); 定时器初始化函数，传入参数有定时器结构、加载值，设备ID

正在学习接口技术和计算机组成原理，中间有一些重叠的部分就放在一起了，至于DMA，中断之类的会放在后面讲解 6.1 接口综述 硬件接口通常称为I/O接口，把外围设备同微型计算机连接起来的电路称为外设接口电路，简称外设接口。I/O接口是CPU同外界进行信息交换的中转站 使用接口的原因 速度不匹配 外设外慢 时序不匹配 各个外部设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度进行传输，同CPU的时序不匹配 信息格式不匹配，不同的外设存储和处理信息的格式不同 信息类型不匹配，有些是数字电路，有些是模拟电路 CPU与外设之间所传送的数据类型 数据信息 包括模拟量，数字量，开关量，可以输入也可以输出 状态信息 这是I/O端口送给CPU的有关本端口所对应的外设当前状态的信息，供CPU参考分析 控制信息 这是CPU送给I/O设备的控制命令，使相应的外部设备完成特定的操作 在8086/8088中，这三种信息的输入输出基本一致，可以分发不同的端口地址，在端口地址相同的情况下，可以规定操作的顺序，或者在输入输出的数据中设置特征位 接口的功能（背） 执行CPU命令 CPU将对外设的控制命令发到接口电路的命令寄存器中，以便控制外设按要求进行工作 返回外设状态 通过外设寄存器（状态口）完成，包括正常工作状态和故障状态 数据缓冲的功能 （平滑作用）接口电路中的数据寄存器（数据口）对CPU与外设设备之间的数据进行中转

(1)、比较中断和DMA两种传输方式的特点。 在中断模式下，外设需与主机传送数据时要请求主机给与中断服务，中断当前主程序的执行，自动转向对应的中断处理程序，控制数据的传输，过程始终是在所执行的指令控制之下。 在DMA模式下，系统中有一个DMA控制器，它是一个可驱动总线的主控部件。当外设与存储器之间需要传送数据时，外设向DMA控制器发出DMA请求，DMA控制器向CPU发出总线请求，取得总线控制权后，DMA控制器按照总线时序控制外设与存储器间的数据传输而不是通过指令来控制数据传输，传输速度大大高于中断方式。 (2)、DMA控制器应具有哪些功能？ DMA控制器应有DMA请求输入线，接收I/O设备的DMA请求信号； DMA控制器应有向主机发出总线请求的信号线和接收主机响应的信号线； DMA控制器在取得总线控制权以后应能发出内存地址、I/O读写命令及存储器读写命令控制I/O与存储器间的数据传输过程。 (3)、80286系统一个存储单元是24位物理地址，而8237A在寻址内存空间时，只能给出16位地址码，这一矛盾是如何解决的？有哪些硬件和软件措施？ (4)、8237A提供哪几种传送方式？ 8237A提供一下几种传送方式： 请求传送方式 单字节传送方式 数据块传送方式 级联传送方式 (5)、8237A只有8位数据线，为什么能完成16位数据的DMA传送？ I/O与存储器间在进行DMA传送过程中

内容主要关于计算机总线与IO设备、计算机储存器、计算机的CPU； 计算机的总线 　概述 　　平常我们日常所见的USB，既是通用串行总线（Universal Serial Bus），它提供了提供了对外连接的接口，且不同设备可以通过USB接口进行连接；是一种连接的标准，可以解决不同设备之间的通 信问题，也能够促使外围设备接口的统一。 　　总线（Bus）也是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传 输数据、数据地址和控制信号。 　　在不使用总线进行传输的时候，一般采用分散连接的方式，既输入设备同时与存储器、运算器、控制器连接，这样做会使得线路过于复杂。总线可以用来替代原来的基于运算器为主的分散式连接，通过总 线将多个部件连接在一起，使得运算器只需要与总线打交道，实现了存储器为主的计算机并且方便了硬件的扩展。 　总线的分类 　　总线分为片内总线和系统总线。 　　片内总线 　　　片内总线，既是高集成度芯片内部的信息传输线。如：寄存器与寄存器之间或寄存器与控制器、运算器之间。 　　　系统总线 　　　　系统总线分为数据总线、地址总线、控制总线。是CPU、主内存、IO设备、各组件之间的信息传输线。 　　　　数据总线，可以双向传输各个部件的数据信息，数据总线的位数（宽度）

裸机--ADC 简介 STM32f103 系列有 3 个 ADC，精度为 12 位，每个 ADC 最多有 16 个外部通道。 其中ADC1 和 ADC2 都有 16 个外部通道，ADC3 根据 CPU 引脚的不同通道数也不同，一般都有8 个外部通道。 功能 电压输入范围: ADC 输入范围为：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+。由 VREF-、VREF+ 、VDDA 、VSSA、这四个外部引脚决定. 一般把 VSSA 和 VREF-接地，把 VREF+和 VDDA 接 3V3，得到ADC 的输入电压范围为：0~3.3V。 电压范围变宽 外部电压转换为0-3.3V. 输入通道 外部通道(最多16道) ADCx_IN0~~ADCx_IN15 内部通道 ADC1 的通道 16 连接到了芯片内部的温度传感器，Vrefint 连接到了通道 17。 ADC2 的模拟通道 16 和 17 连接到了内部的 VSS。 ADC3 的模拟通道 9、14、15、16 和 17 连接到了内部的 VSS。 规则通道 注入通道 触发源 ADC控制写0/1 定时器触发 外部IO触发 转换时间 时钟 ADC 输入时钟 ADC_CLK 由 PCLK2 经过分频产生，最大是 14M， 采样时间 采样周期最小1.5个周期 Tconv = 采样时间 +12.5 个周期。当 ADCLK = 14MHZ （最高）

　　这是一篇杂记，记录了操作系统层面与I/O管理的零散知识点，用于温习使用。由于I/O管理是一个很大的范畴，后续会不断按照自己的生产需求来补充用的到的知识点。计算机系统是人造系统，没有绝对的对错（相对于自然系统的绝对性），只有特定场景下的优劣。我们在理解一块知识时应当从它提出的背景以及要解决的问题出发，去理解机制而不是纠结于如何具体的实现。即使目的相同，不同的公司或开发者在不同场景下的实现也不尽相同，了解几个例子加深自己的理解、帮助自己构建起知识体系即可（个人观点）。 设备控制器 　　设备控制器是计算机中的一个实体，其主要职责是 控制一个或多个I/O设 备，以实现I/O设备和计算机之间的数据交换。它是 CPU与I/O设备之间的接口 ，它接收从CPU发来的命令，并去控制I/O设备工作， 以使处理机从繁杂的设备控制事务中解脱出来 。设备控制器是一个 可编址 的设备，当它仅控制一个设备时，它只有一个唯一的设备地址；若控制可连接多个设备时，则应含有多个设备地址，并使每一个设备地址对应一个设备。设备控制器的复杂性因不同设备而异，相差甚大，于是可把设备控制器分成两类：一类是用于控制 字符设备 的控制器，另一类是用于控制 块设备 的控制器。在微型机和小型机中的控制器，常做成印刷电路卡形式，因而也常称为接口卡，可将它插入计算机。有些控制器还可以处理两个、四个或八个同类设备。 　　控制器由

DMA 全称Direct Memory Access，即直接存储器访问。 DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间。当CPU初始化这个传输动作，传输动作本身是由DMA控制器来实现和完成的。 DMA传输方式无需CPU直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场过程，通过硬件为RAM和IO设备开辟一条直接传输数据的通道，使得CPU的效率大大提高。 作用：为CPU减负。 TM32最多有2个DMA控制器（DMA2仅存在大容量产品中），DMA1有7个通道。DMA2有5个通道。每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的请求。还有一个仲裁起来协调各个DMA请求的优先权。 DMA配置程序过程： ① 使能DMA时钟 RCC_AHBPeriphClockCmd(); ② 初始化DMA通道参数 DMA_Init(); ③使能串口DMA发送,串口DMA使能函数： USART_DMACmd(); ④使能DMA1通道，启动传输。 DMA_Cmd(); ⑤查询DMA传输状态 DMA_GetFlagStatus(); ⑥获取/设置通道当前剩余数据量： DMA_GetCurrDataCounter(); DMA_SetCurrDataCounter(); 来源： https://www.cnblogs.com/tiange-137/p/11798404.html