直接存储器存取—基本原理、结构与应用(上)
直接存储器存取(DMA)控制器是一种在系统内部转移数据的独特外设，可以将其视为一种能够通过一组专
用总线将内部和外部存储器与每个具有 DMA 能力的外设连接起来的控制器。它之所以属于外设，是因为
它是在处理器的编程控制下来执行传输的。值得注意的是，通常只有数据流量较大(kBps 或者更高)的外
设才需要支持 DMA 能力，这些应用方面典型的例子包括视频、音频和网络接口。
一般而言，DMA 控制器将包括一条地址总线、一条数据总线和控制寄存器。高效率的 DMA 控制器将具
有访问其所需要的任意资源的能力，而无须处理器本身的介入，它必须能产生中断。最后，它必须能在控
制器内部计算出地址。
一个处理器可以包含多个 DMA 控制器。每个控制器有多个 DMA 通道，以及多条直接与存储器站
(memory bank)和外设连接的总线，如图 1 所示。在很多高性能处理器中集成了两种类型的 DMA 控制
器。第一类通常称为“系统 DMA 控制器”，可以实现对任何资源(外设和存储器)的访问，对于这种类型的
控制器来说，信号周期数是以系统时钟(SCLK)来计数的，以 ADI 的 Blackn
处理器 为例，频率最高可达
133MHz。第二类称为内部存储器 DMA 控制器(IMDMA)，专门用于内部存储器所处位置之间的相互存取
操作。因为存取都发生在内部(L1－L1、L1－L2，或者 L2－L2)，周期数的计数则以内核时钟(CCLK)为
基准来进行，该时钟的速度可以超过 600MHz。
每个 DMA 控制器有一组 FIFO，起到 DMA 子系统和外设或存储器之间的缓冲器的作用。对于
MemDMA(Memory DMA)来说，传输的源端和目标端都有一组 FIFO 存在。当资源紧张而不能完成数据
传输的话，则 FIFO 可以提供数据的暂存区，从而提高性能。
因为你通常会在代码初始化过程中对 DMA 控制器进行配置，内核就只需要在数据传输完成后对中断做出
响应即可。你可以对 DMA 控制进行编程，让其与内核并行地移动数据，而同时让内核执行其基本的处理
任务—那些应该让它专注完成的工作。
图
1
：系统和存储器
DMA
架构。
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