[软件资料] 哪些场景适合使用DMA

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forgot 发表于 2025-10-9 17:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
DMA(直接内存访问)控制器允许外设和内存之间或内存和内存之间直接传输数据,而无需CPU的参与。这可以大大减轻CPU的负担,让CPU去处理其他任务,从而提高系统效率。以下是一些常见的使用DMA的场景:

模数转换器(ADC)采集数据:
当ADC连续采样时,通常会产生大量数据。使用DMA可以将ADC转换结果直接传输到内存中的数组,而不需要CPU每次读取ADC数据寄存器。这样可以避免CPU被频繁的中断所占用,尤其在高采样率时非常有效。

数模转换器(DAC)输出数据:
类似于ADC,当需要输出一系列数据(例如生成音频波形)时,DMA可以将内存中的波形数据自动传输到DAC数据寄存器,无需CPU干预。

串行通信(UART,SPI,I2C等):
UART:在大量数据收发时,例如通过串口接收一帧数据或发送一帧数据,可以使用DMA来搬运数据。比如,使用DMA将接收到的数据直接存放到缓冲区,或者将缓冲区中的数据自动发送出去。

SPI:
SPI通常用于高速通信,如与闪存、显示屏或传感器通信。使用DMA可以高效地传输大量数据,例如在读写SPI闪存时,或者向显示屏发送一帧图像数据。

I2C:
虽然I2C速度相对较慢,但在传输大量数据时(例如从I2C接口的EEPROM中读取数据)也可以使用DMA。

内存到内存的传输:
例如,需要快速复制、初始化或移动内存中的数据时,可以使用DMA。这比用CPU逐个字节复制要快,因为DMA通常可以以总线速度进行传输。

显示屏刷新:
在驱动液晶显示屏(LCD)时,需要不断向显示控制器(如LCD的GRAM)发送图像数据。使用DMA可以自动将帧缓冲区(frame buffer)中的数据传输到显示控制器,从而减轻CPU负担。

音频处理:
在音频应用中,通常需要连续地输入和输出音频样本。使用DMA可以将采集到的音频数据直接存放到内存中,同时将需要播放的音频数据从内存传输到音频DAC。这样可以确保音频流不间断,同时让CPU有空闲进行音频编解码或其他处理。

多路ADC扫描:
当ADC配置为扫描多个通道时,每个通道的转换结果可以通过DMA自动存储到内存中不同的位置,而不需要CPU在每次转换后读取数据。

电机控制:
在电机控制(如PWM生成)中,通常需要更新PWM的占空比。使用DMA可以预先计算好一组PWM值,然后在特定时刻通过DMA自动更新PWM寄存器,从而实现复杂的控制波形。

数据包处理:
在网络通信中,例如处理以太网帧或USB数据包,DMA可以用于将接收到的数据包直接存储到内存,或者将内存中待发送的数据包传输到网络控制器。

加密和解密:
有些MCU具有硬件加密模块,这些模块通常支持DMA,可以直接从内存中读取数据块进行加密/解密,然后将结果写回内存。

AdaMaYun 发表于 2025-10-10 13:18 | 显示全部楼层
在特定时刻通过DMA自动更新PWM寄存器
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