DMA 控制器允许 Blackfin 或者外设指定数据传送操作，然后返回正常操作中。 DMA 控制器传送数据的过程独立于处理器的活动 。

DMA 控制器传送数据的方式有下面几种：

l  存储器 <-> 存储器 （ MemDMA ）；

l  存储器 <-> 串行外设接口；

l  存储器 <-> 串行接口；

l  存储器 <-> UART 口；

l  存储器 <-> USB 口；

DMA 系统有包括 DMA 控制器（ MemDMA ）在内的 8 个 DMA 兼容外设，图 5.1 是 12 个通道和总线控制器，其中 DMA 传送可以使基于描述符 的，也可以是基于自动缓冲 的。

 

图 5.1 12 个通道和总线控制器

 

1 基于描述符的 DMA 传送

基于描述符的 DMA 传送是 Blackfin 控制 DMA 最普通的方法。使用该方法时， DMA 通道需要一组称为 DMA 描述符的参数，该参数存储在存储器中。每个描述符包含特定 DMA 传送序列所需要的所有信息，其组成结构如下：

（1）       要传送数据块的 32 位起始地址；

（2）       要传送的数据量

（3）       其他各种控制信息——如该 DMA 做什么，传送何时完成等配置信息；

（4）       指向下一个描述符的指针。

 

下面步骤是设置基于描述符的 DMA 的典型时序。在进行这些步骤之前，必须将描述符基地址（ BASE+0 ）的高 16 位设置到 DMA 描述符的基址指针寄存器（ DMADBP ）中。

 

（1）       将 DMA 配置字（其 15 位置为 1 ）， DMA 传送计数， DMA 起始地址（ 15:0 ）， DMA 起始地址（ 31:16 ）以及下一个描述符指针（ 15:0 ），写入描述符存储器地址 BASE+0~BASE+8 中。如果描述符是链表中的最后一个元素，或者是链表中的唯一元素，那么该描述符中的下一个描述符指针应该指向下一个存储单元，该存储单元的 15 位必全为零。基于上述要求，下一个描述符指针可以指向当前描述符的基地址 BASE+0 。在 DMA 传送序列完成之后， DMA 配置字的位 15 被清零。控制器返回给处理器。

（2）       将描述符基地址（ BASE+0 ）的低 16 位写到相应外设的下一个描述符寄存器中。

（3）       设置相应外设的 DMA 配置寄存器中 DMA 使能位。

（4）       仅在单个 DMA 传送序列或链表中的第一个 DMA 传送序列需要进行写操作。

 

 

图 5-2 设置基于描述符的 DMA 的典型时序

 

2 基于自动缓冲的 DMA 传送

基于自动缓冲的 DMA 操作，除了不需要存储器中的描述符外，与基于描述符的 DMA 相同。在自动缓冲模式中， DMA 控制器是可写的，并且可以被处理器直接编程以发起一个 DMA 传送过程。一旦传送完成，控制寄存器被他们的原始设置值重载，以备下一次传送。这将产生一个循环缓冲区，并且不断地传送数据，直到通过将外设 DMA 配置寄存器的 DMA 使能位清零，才被禁止。如果允许中断，在传送过程进行一半 和完成 时，将产生中断。

 

下面是设置基于自动缓冲 DMA 的典型步骤：

 

（1）       将 DMA 配置寄存器中的自动缓冲使能位置 1 ；

（2）       初始化 DMA 传送计数器， DMA 起始地址高位寄存器， DMA 起始地址低位寄存器；

（3）       写 DMA 配置寄存器，对 DMA 传送进行设置，并将 DMA 使能位置 1. 这一部将启动基于自动缓冲的 DMA 的传送过程。

（4）       要停止 DMA 的传送，需要将寄存器中的 DMA 使能位清零，正在传送期间将位清零，不会像基于描述符的 DMA 那样引起 DMA 错误结束，一旦检测到 DMA 使能位被清零， DMA 传送寄存器 可以用来监视 DMA 传送状态。

 

3 存储器 DMA

       存储器 DMA （ MemeDMA ）控制器提供在 Blackfin 存储空间中存储器对存储器的 DMA 数据传送。这些存储空间包括外设组件互连（ PCI ）地址空间、 L1 、 L2 以及外部的同步 & 异步存储器。

       MemDMA 控制器由两个通道组成。一个是源通道，用于读存储器，另一个是目的通道，用于写存储器。两个通道共享 一个可以存放 16 条记录的 32 位 FIFO 。源 DMA 通道写 FIFO ，目的 DMA 通道读 FIFO 。 FIFO 深度大大改善了内部与外部存储器之间的数据传送流量。 FIFO 支持 8 位、 16 位和 32 位的传送。但是，在 8 位和 16 位传送中，仅使用 32 位数据总线的一部分，因此，这两种传送的流量要比 32 位的 DMA 操作低。

       MemDMA 控制器不支持基于自动缓冲的 DMA ，使用 MemDMA 控制器的传送必须是基于描述符的 DMA 。而且要有两个独立的描述符列链表，一个用于源 DMA 通道，另一个用于目的 DMA 通道。

       因为源 DMA 和目的 DMA 通道共享一个 FIFO 缓冲，两个描述符中的传送计数必须设置为相同值，数据尺寸也设置为相同值。

 

4 二维 DMA

Blackfin-533 支持二维 DMA 的传送操作，其相关寄存器和功能如下：

（1）       配置寄存器（ DMAx-CONFIG_yy_CONFIG ）

设置二维 DMA 方式使能，中断产生的方式，其中中断可以在一行结束时产生，也可以在整个 DMA 结束时产生。

（2）       内层循环计数寄存器（ DMAx_X_COUNT/MDMA-yy_X_COUNT ）

在二维 DMA 时保存二维 DMA 内层循环的数目（行数）必须大于等于 2

（3）       内层循环地址增量寄存器（ DMAx_X_MODIFY/MDMA_yy_X_MODIFY ）

在二维 DMA 时保存每一次内层循环计数器加 1 后 DMA 操作（读或者写）地址在内存中的增量，此增量应该是二维 DMA 操作的数据单元长度的整数倍，比如二维 DMA 进行 16 位读 / 写，则此增量必须是 2 的 N 倍。

（4）       外层循环计数寄存器（ DMAx_Y_COUNT/MDMA-yy_Y_COUNT ）

在二维 DMA 时保存二维 DMA 外层循环的数目（列数）。

（5）       外层循环地址增量寄存器（ DMAx_Y_MODIFY/MDMA_yy_Y_MODFIY ）

在二维 DMA 时，保存每一外层循环计数器加 1 后 DMA 操作（读或者写）地址在内存中的增量，可以使负值，此增量应该是二维 DMA 操作的数据单元长度的整数倍。

 

参考书籍：《 ADI Blackfin 系列 DSP 处理器试验指导书》