DMA 使用指南

概述

DMA 传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器与存储器之间的高速数据传输。一个典型的 DMA 实现通常如下图所示。

备注

实际 DMA 架构实现可能与上图不同，上图主要为方便理解的一个抽象概述图。

CPU，DMA 控制器，DMA 内存通过总线相连。一个 DMA 控制器可支持多个通道，不同的通道可并发传输。外设与内存之间进行数据传输前，需要先选择一个通道，配置好相应的参数。

BK7258有两个DMA硬件，每个DMA硬件是8个通道；因为与历史代码兼容（客户的API不需要做变更），所以将两个DMA通道的各8个通道统一编号到16通道。虽然BK7258的16个DMA通道能同时工作，但由于总线只有两条，因此在特定时刻实际最多只有两个通道能在总线上传输数据。

BK7258 SMP 分为AP和CP 两个部分，DMA通道根据宏开关CONFIG_DMA_LOGIC_CHAN_CNT和CONFIG_DMA_LOGIC_CHAN_ID_MIN默认分配如下：

CP: chan12 ~ chan15

AP: chan0 ~ chan11

当多个不同的 DMA 通道在同一时刻均有数据传输时，由 DMA 对通道进行调度。DMA 通道有两种调度方式：

轮询调度，所有通道同一优先级，先请求先调度

基于优先级调度，优先级高的先调度，可通过:cpp:func:bk_dma_init 设置调度方式与优先级。

配置参数：dma_chan_priority_t chan_prio; 优先级范围0-7，注意高优先级的通道使用频次高时，可能会阻塞低优先级的通道。

DMA 配置

为了进行 DMA 传输，通常需要进行下述配置:

配置源与目的设备；源设备是指数据来源设备如FIFO或SRAM，目的设备是指需要将数据搬运到的FIFO或SRAM。及SRAM->SRAM,FIFO->SRAM, SRAM->FIFO, FIFO->FIFO。

设置源与目的设备的数据宽度；不同的设备FIFO宽度不同，根据实际外设进行数据宽度的配置。

设置数据量及要搬运的数据长度，DMA搬运是否结束的重要参考依据。

传输次数（单次传输或者循环传输)

配置部分参考结构体,hal_dma_types.h:dma_config_t。

DMA 传输次数设置

DMA 传输次数可通过传输模式来设置， DMA 有两种传输模式：

SINGLE 模式, 仅执行1次数据搬运，将源数据搬运到目的地址，根据长度或结束地址来判断搬运结束。

REPEAT 模式, 循环搬运数据，当搬运到结束地址时自动跳转到起始地址。当搬运的数据长度达到填写长度时，会上报中断。

单次模式

单次模式如下图所示，从 start 传输到 start + len 结束，通常 len 设置成 end - start，即整个块的长度。

循环模式

循环模式如下图所示，DMA 从 start 传输到 end 后会再次从 start 传输到 end, 一直重复直到 DMA 被 stop。当 SRC or DST 设备为单地址时，在 Repeat 模式下每次均传输 Start 所指向的地址，直到 DMA 被 stop。

DMA 传输场景

DMA 地址配置基本原则：

如果要传输的地址为单地址，即进行 DMA 传输时设备地址可用的地址长度等于数据宽度时，则只需配置 start 地址，end 地址配置成 0。单地址的方式多用于FIFO到SRAM的数据搬运。

如 UART 设备，位宽为 8bits, DMA 传输时每次都只使用这 8bits 传输，因此只需配置 start 地址为 UART FIFO 地址，end 设置成 0.

如果要传输的地址为块地址，Start配置成块地址的起始地址， end 配置成块地址的结束地址。注意Single模式时搬运的数据长度不得超过了end address - start address;

具体应用可分成下述三种场景：

单地址到单地址传输 (应用场景，FIFO->FIFO)

单地址到块地址传输 (应用场景，FIFO->SRAM)

块地址到块地址传输 (应用场景，SRAM->SRAM)

单地址到单地址传输

如上图所示, SRC/DEST 需要将Start地址和End地址配置为相同。

单地址到块地址传输

如上图所示, SRC将Start地址和End地址配置为相同， DEST配置 start/end 地址。

块地址到块地址传输

如上图所示, SRC和DEST都需要配置 start和end 地址。

DMA不同传输数据模式与场景结合介绍

1、loop模式为地址环回模式。一般拷贝总长度trans_len会大于loop_end_addr-loop_start_addr，即要存放数据的内存范围。传输的起始地址从dest/src_start_addr开始，一直增长到loop_end_addr后环回到 loop_start_addr，一直重复这个过程直到总长度trans_len搬完结束。本质是有限memory空间内的single.

2、repeat模式只会根据填写的拷贝长度进行中断上报，可在暂停地址位置停止数据搬运。若将暂停地址设置在拷贝范围之外，则一致循环搬运数据。直到软件将Dma_en 置为0。

SINGLE模式搬运数据流程及可能情况

以源/目的地址都是SRAM为例，填写好起始地址、搬运长度后，启动DMA搬运。若打开了half_finish/finish中断，则在搬运一半长度/全部搬运完成后上报中断，需要软件写1清0。需要将源/目的地址配置为增长的方式，让地址逐步增长。如果设置的长度不是4字节对齐，造成DMA卡住，中断也不会上报，还需要软件做超时机制进行flush_src_buff 将剩余字节刷入目的地址，确保数据的完整性。

1、开始启动时一定时从start地址开始搬运数据

DMA single sramtsram2 — DMA Single SRAM To SRAM Start

2、搬运过程遇到暂停地址，此时不会上报中断，只是停止搬运数据。暂停地址的检测是每一个节拍进行检测，所以更改暂停地址没有限制条件。需要软件去更改暂停地址，另外暂停地址如果在loop地址范围以外，理论上就无效等信息。

备注

源暂停地址，停止搬运但不会触发中断

DMA single sramtsram3 — DMA Single SRAM To SRAM Running

备注

目的暂停地址停止搬运但不会触发中断

3、如果打开一半长度搬运中断使能，搬动总长度的一半也会停下来，并触发中断。需要软件写1清0，硬件搬运数据不受中断的影响。

4、打开搬运完成中断使能，总长度搬运完成触发中断。DMA_EN 硬件自动置为0。

REPEAT模式搬运数据流程及可能情况

一般会打开src/dest_addr_loop和配置loop start address和loop end address，数据搬运的总长度主要用于中断的上报（half finish interrupt/finish interrupt）。灵活使用pause_address，便于定位和继续搬运数据。Half finish和Finish中断上报只和填写的长度相关。完成中断的长度，仅仅是报中断，如果没有设置暂停地址，则不会暂停。使用情况主要针对，SRAM->FIFO,FIFO->SRAM 2种情况

源地址SRAM/目的地址FIFO

DMA数据搬运只有在硬件遇到暂停地址或软件将DMA_EN置为0的情况下主动停下来。所以软件启动后，一般只更新暂停地址，让搬运数据继续。

DMA会检测FIFO是否有准备好的状态，出现FIFO not ready，DMA会被拉住。当FIFO ready时，DMA会主动进行数据搬运。

目的地址SRAM/源地址FIFO

源地址是否有数据，根据FIFO的状态位进行判断。

可依靠模块来确定是否有数据进入了FIFO，DMA配置好之后，软件通过暂停地址等状态寄存器进行动态调整。以达到repeat循环搬运数据的方式。

LOOP模式搬运数据流程及可能情况

必须置位src/dest_loop_addr且配置相应的loop start address和loop end address，且数据搬运的总长度一定要大于差值（loop_end_address –loop_start_address）。灵活使用pause_address，便于定位和继续搬运数据。Half finish和Finish中断上报只和填写的长度相关。

源地址SRAM/目的地址FIFO

1、 loop模式下，要注意SRAM的起始和结束地址范围，需要软件进行计算暂停地址。若在传输过程中出现数据异常时，DMA_EN置为0，再次启动时一定是从start_address开始搬运数据。DMA会检测FIFO是否允许进行数据的搬运，若Not Ready，则停止在搬运到的位置等待ready