简介

DMA或动态内存访问是某些微控制器上的一项功能，数据可以独立于CPU移动，使CPU可以自由地执行其他工作，从而增加系统可以同时执行的总工作量。

DMA 可以将数据从一个内存区域移动到另一个内存区域，从内存移动到外设，或者从外设移动到内存。

内存到外设 DMA

内存到外设数据复制的一个例子是通过通信外设（如 UART）传输大量数据；如果没有 DMA，CPU 要么需要在传输数据时 "阻塞"（通常传输速度相对较慢，这取决于通信协议的速度），要么需要使用中断来管理传输（由于中断环境，这将增加额外的处理开销）。

本示例只考虑了只有一个数据传输需要同时进行的情况，DMA 通常可以同时处理多个数据流（取决于特定的微控制器实现）。

外设到内存DMA

外设到内存DMA类似 - 可以从通信外设（如UART）读取数据，并在CPU忙于执行其他操作时复制到内存缓冲区中。除了让 CPU 自由地做其他工作外，这还可以确保通信数据不会丢失，因为 CPU 忙于另一个任务，而不是在准备处理接收数据的代码段中。

同样，当有多个设备同时通信时（5 个或 10 个设备！），这一点尤其有用；DMA 可用于缓冲每个设备的通信，完美且不会丢失数据，直到 CPU 运行的代码段准备好处理接收到的数据。有些微控制器在通信外设中包含一个小的接收缓冲区，而使用 DMA 时，接收缓冲区可以任意增大，仅受可用 RAM 的限制。

外设到内存 DMA 的另一个例子是通过 ADC 对模拟信号进行采样。在这个例子中，设置了一个定时器，以设定的时间间隔触发一个或多个通道的 ADC 采样。采样发生时，读数会通过 DMA 自动传输到内存缓冲区。然后，一个单独的 DMA 流会将这些缓冲区复制到另一个内存区域，供 CPU 运行 DSP（数字信号处理）算法。最后，另一个 DMA 流可用于将处理后的信号传输到微控制器 DAC 进行输出（内存到外设）。(如果您不熟悉这些术语，可以在我们的 ADC 或 DAC 博客文章中找到相关概述）。这样，CPU 就可以将全部时间用于运行密集型 DSP 算法，而无需浪费时间管理 ADC、内存复制或 DAC。

对于接收数据，一些微控制器支持循环 DMA 缓冲区，而另一些微控制器则支持ping-pong缓冲区，即在两段内存之间交替接收数据（本文作者更倾向于循环缓冲区，认为其效率更高，更容易编写代码）。

小结

对于没有经验的编码员来说，DMA 可能看起来令人生畏，但一旦您投入时间使用过一次，就拥有了一个代码模板，可以很容易地复制到其他项目中，而且可以大大提高项目的质量和微控制器所能处理的项目的复杂性。

Proteus VSM CPU 模型可模拟真实设备中的 DMA 操作。这样，您就可以直接在运行的仿真中编写和测试 DMA 固件。了解有关 Proteus VSM MCU 仿真的更多信息请访问：https://www.labcenter.com/

本文章版权归英国Labcenter公司所有，由广州风标电子提供翻译，原文链接如下：https://www.labcenter.com/blog/sim-dma/