《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》課件 5.11 DMA

5.11DMA

DMA是directmemoryaccess的縮寫，即“直接內(nèi)存存取”。這是一種高速的數(shù)據(jù)傳輸模式，ADC/UART/RF收發(fā)器等外設(shè)單元和存儲器之間可以直接在“DMA控制器”的控制下交換數(shù)據(jù)而幾乎不需要CPU的干預(yù)。除了在數(shù)據(jù)傳輸開始和結(jié)束時做一點處理外，在傳輸過程中CPU可以進行其他的工作。這樣，在大部分時間里，CPU和這些數(shù)據(jù)交互處于并行工作狀態(tài)。因此，系統(tǒng)的整體效率可以得到很大的提高。DMA控制器有5個通道，即DMA通道0到通道4。每個DMA通道能夠從DMA存儲器空間的一個位置傳送數(shù)據(jù)到另一個位置，比如XDATA位置之間。當(dāng)DMA通道配置完畢后，在允許任何傳輸發(fā)起之前，必須進入工作狀態(tài)。DMA通道通過將DMA通道工作狀態(tài)寄存器DMAARM中指定位置1，就可以進入工作狀態(tài)。一旦DMA通道進入工作狀態(tài)，當(dāng)配置的DMA觸發(fā)事件發(fā)生時，DMA傳送就開始了?？赡艿腄MA觸發(fā)事件有32個,例如UART傳輸、定時器溢出等。DMA通道要使用的觸發(fā)事件由DMA通道配置設(shè)置，因此直到配置被讀取之后，才能知道。DMA操作（1）源地址DMA通道開始讀數(shù)據(jù)的地址，在XDATA存儲器中。這可以是任何XDATA地址——在RAM中，在映射的閃存區(qū)（cfMEMCTR.XBANK）中，XREG或XDATA尋址的。（2） 目標(biāo)地址DMA通道從源地址讀出的要寫數(shù)據(jù)的首地址。用戶必須確認該目標(biāo)地址可寫。這可以是任何XDATA地址——在RAM、XREG或XDATA尋址的SFR中。（3） 傳送數(shù)量DMA傳輸完成之前必須傳送的字節(jié)/字的個數(shù)。當(dāng)達到傳送數(shù)量，DMA通道重新進入工作狀態(tài)或者解除工作狀態(tài)，并警告CPU即將有中斷請求到來。傳送數(shù)量可以在配置中定義，或可以采用可變長度。（4）VLEN設(shè)置DMA配置參數(shù)（5）DMA通道可以利用源數(shù)據(jù)中的第一個字節(jié)或字（對于字，使用位12：0）作為傳送長度。這允許可變長度的傳輸。當(dāng)使用可變長度傳送時，要給出關(guān)于如何計算要傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)的各種選項。在任何情況下，都是設(shè)置傳送長度(LEN)為傳送的最大長度。如果首字節(jié)或字指明的傳輸長度大于LEN，那么LEN個字節(jié)/字將被傳輸。當(dāng)使用可變長度傳輸，那么LEN應(yīng)設(shè)置位允許傳輸?shù)淖畲箝L度加一。注意，僅在選擇字節(jié)長度傳送數(shù)據(jù)時才可以使用M8 位(見8.2.11節(jié))。可以同VLEN一起設(shè)置的選項如下：1）傳輸首字節(jié)/字規(guī)定的個數(shù)+1字節(jié)/字（先傳輸字節(jié)/字的長度，然后按照字節(jié)/字長度指定的傳輸盡可能多的字節(jié)/字）2）傳輸首字節(jié)/字規(guī)定的字節(jié)/字3）傳輸首字節(jié)/字規(guī)定的個數(shù)+2字節(jié)/字（先傳輸字節(jié)/字的長度，然后按照字節(jié)/字長度指定+1傳輸盡可能多的字節(jié)/字）4）傳輸首字節(jié)/字規(guī)定的個數(shù)+3字節(jié)/字（先傳輸字節(jié)/字的長度，然后按照字節(jié)/字長度指定+2傳輸盡可能多的字節(jié)/字）

DMA配置參數(shù)（6）源和目標(biāo)增量當(dāng)DMA通道進入工作狀態(tài)或者重新進入工作狀態(tài)時，源地址和目標(biāo)地址傳送到內(nèi)部地址指針。其地址增量可能有下列4種：增量為0。每次傳送之后，地址指針將保持不變。增量為l。每次傳送之后，地址指針將加上1個數(shù)。增量為2。每次傳送之后，地址指針將加上2個數(shù)。 減量為 1。每次傳送之后，地址指針將減去1個數(shù)。其中一個數(shù)在字節(jié)模式下等于1個字節(jié)，在字模式下等于2個字節(jié)。 減量為 1。每次傳送之后，地址指針將減去1個數(shù)。其中一個數(shù)在字節(jié)模式下等于1個字節(jié)，在字模式下等于2個字節(jié)。（7）DMA傳輸模式傳輸模式確定當(dāng)DMA通道開始傳輸數(shù)據(jù)時是如何工作的。以下描述了四種傳輸模式：單一模式：每當(dāng)觸發(fā)時，發(fā)生一個DMA 傳送，DMA通道等待下一個觸發(fā)。完成指定的傳送長度后，傳送結(jié)束，通報CPU，解除DMA通道的工作狀態(tài)。塊模式：每當(dāng)觸發(fā)時，按照傳送長度指定的若干DMA傳送被盡快傳送，此后，通報CPU，解除DMA通道的工作狀態(tài)。重復(fù)的單一模式：每當(dāng)觸發(fā)時，發(fā)生一個DMA傳送，DMA通道等待下一個觸發(fā)。完成指定的傳送長度后，傳送結(jié)束，通報CPU，且DMA通道重新進入工作狀態(tài)。重復(fù)的塊模式：每當(dāng)觸發(fā)時，按照傳送長度指定的若干DMA傳送被盡快傳送，此后通報CPU，DMA通道重新進入工作狀態(tài)。DMA配置參數(shù)（8）DMA優(yōu)先級DMA優(yōu)先級別對每個DMA通道是可以配置的。DMA優(yōu)先級別用于判定同時發(fā)生的多個內(nèi)部存儲器請求中的哪一個優(yōu)先級最高，以及DMA存儲器存取的優(yōu)先級別是否超過同時發(fā)生的CPU存儲器存取的優(yōu)先級別。在同屬內(nèi)部關(guān)系的情況下，采用輪轉(zhuǎn)調(diào)度方案應(yīng)對，確保所有的存取請求。有三種級別的DMA優(yōu)先級：高級：最高內(nèi)部優(yōu)先級別。DMA存取總是優(yōu)先于CPU存取。一般級：中等內(nèi)部優(yōu)先級別。保證DMA存取至少在每秒一次的嘗試中優(yōu)先于CPU存取。低級：最低內(nèi)部優(yōu)先級別。DMA存取總是劣于CPU存取。（9）字節(jié)或字傳輸判定已經(jīng)完成的傳送究竟是8 位（字節(jié)）還是16位（字）。（10）中斷屏蔽在完成DMA傳送的基礎(chǔ)上，該DMA通道能夠產(chǎn)生一個中斷到處理器。這個位可以屏蔽該中斷。（11）模式8設(shè)置這個域的值，決定是采用7位還是8位長的字節(jié)來傳送數(shù)據(jù)。此模式僅僅適用于字節(jié)傳送。DMA配置參數(shù)停止DMA傳輸使用DMAARM寄存器來解除DMA通道工作狀態(tài)，停止正在運行的DMA傳送或進入工作狀態(tài)的DMA。將1寫入DMAARM.ABORT寄存器位，就會停止一個或多個進入工作狀態(tài)的DMA通道，同時通過設(shè)置相應(yīng)的DMAARM.DMAARMx為1選擇停止哪個DMA通道。當(dāng)設(shè)置DMAARM.ABORT為1，非停止通道的DMAARM.DMAARMx位必須寫入0。DMA中斷每個DMA通道可以配置為一旦完成DMA傳送，就產(chǎn)生中斷到CPU。該功能由IRQMASK位在通道配置時實現(xiàn)。當(dāng)中斷產(chǎn)生時，寄存器DMAIRQ中所對應(yīng)的中斷標(biāo)志位置1。當(dāng)然要處理DMA中斷需要設(shè)置DMAIE=1和EA=1;一旦DMA通道完成傳送，不管在通道配置中IRQMASK位是何值，中斷標(biāo)志都會置1。這樣，當(dāng)通道重新進入工作狀態(tài)且IRQMASK的設(shè)置改變時，軟件必須總是清除這個寄存器相應(yīng)位。DMA配置安裝實驗現(xiàn)象：程序運行后，在LCD上顯示提示信息，按S1鍵，DMA傳輸開始，如果傳輸成功顯示提示信息。實驗1：DMA傳輸1）對于DMA傳輸來說，DMA配置參數(shù)非常重要，在dma.h文件中定義了以下結(jié)構(gòu)體#pragmabitfields=reversedtypedefstruct{charSRCADDRH;charSRCADDRL;charDESTADDRH;

charDESTADDRL;charVLEN:3;charLENH:5;

charLENL:8;charWORDSIZE:1;charTMODE:2;charTRIG:5;charSRCINC:2;charDESTINC:2;charIRQMASK:1;charM8:1;charPRIORITY:2;}DMA_DESC;在定義此結(jié)構(gòu)體時，用到了很多冒號（:），后面還跟著一個數(shù)字，這種語法叫“位域”：位域是指信息在存儲時，并不需要占用一個完整的字節(jié)，而只需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關(guān)量時，只有0和1兩種狀態(tài)，用一位二進位即可。為了節(jié)省存儲空間，并使處理簡便，C語言提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個字節(jié)中的二進位劃分為幾個不同的區(qū)域，并說明每個區(qū)域的位數(shù)。每個域有一個域名，允許在程序中按域名進行操作。這樣就可以把幾個不同的對象用一個字節(jié)的二進制位域來表示。配置DMA：首先必須配置DMA，但DMA的配置比較特殊：不是直接對某些SFR賦值，而是在外部定義一個結(jié)構(gòu)體，對其賦值，然后再將此結(jié)構(gòu)體的首地址的高8位賦給

DMA0CFGH，將其低8位賦給

DMA0CFGL。程序分析：2）定義一個結(jié)構(gòu)體，對其賦值//設(shè)置DMA通道.SET_WORD(dmaChannel.SRCADDRH,dmaChannel.SRCADDRL,&sourceString);//設(shè)置源數(shù)據(jù)的地址

SET_WORD(dmaChannel.DESTADDRH,dmaChannel.DESTADDRL,&destString);//設(shè)置源目的地址.SET_WORD(dmaChannel.LENH,dmaChannel.LENL,sizeof(sourceString));//設(shè)置傳輸?shù)拈L度.dmaChannel.VLEN=0;//設(shè)置傳輸?shù)膭討B(tài)長度.dmaChannel.PRIORITY=0x02;//設(shè)置優(yōu)先級.dmaChannel.M8=0;//字節(jié)傳輸時是8位.dmaChannel.IRQMASK=0;//DMA中斷屏蔽

dmaChannel.DESTINC=0x01;//設(shè)置目的地址增量

dmaChannel.SRCINC=0x01;//設(shè)置源地址增量.dmaChannel.TRIG=0;//設(shè)置觸發(fā)方式為手動觸發(fā).dmaChannel.TMODE=0x01;//每一次DMA觸發(fā)，傳送長度為LEN的塊

dmaChannel.WORDSIZE=0x00;//一次DMA傳送一個字節(jié)程序分析：3)將結(jié)構(gòu)體的首地址的高8位賦給

DMA0CFG