9、嵌入式系统硬件设计全解析

嵌入式系统硬件设计全解析

1. DMA 传输

1.1 DMA 基本原理

DMA（直接内存访问）传输是一种高效的数据传输方式。DMA 控制器向总线发出请求，获取总线控制权后进行数据传输，完成后再将总线控制权交还给处理器。它具有可编程性，能够实现多种数据传输模式，包括从内存到内存、从内存到 I/O、从 I/O 到内存以及从 I/O 到 I/O 的传输。

1.2 仲裁与内部 DMA 优势

所有的仲裁工作都在微处理器内部完成，这样不仅节省了硬件资源，还能确保所有的时序都是正确的。此外，内部 DMA 控制器通常可以与内部 RAM（CPU 芯片内部的 RAM）进行数据传输，这是外部 DMA 控制器无法做到的。

1.3 DMA 请求来源

DMA 请求可以来自需要发送数据的源设备（例如，一个 UART 接收到一个字节后需要将其传输到内存），也可以来自需要接收数据的目标设备（同一个 UART 可能刚刚发送完一个字节，需要接收一个新的字节）。在某些系统中，DMA 请求者是源设备还是目标设备并不重要，但在其他情况下则很关键。

1.4 不同处理器的 DMA 支持

• 80186/80188 ：其 DMA 控制器支持源请求或目标请求，在数据手册中被称为源同步或目标同步。实际上，由于源/目标同步是由固件编程到 DMA 控制器中的，所以任何一个设备都可以作为请求者。不过，源同步和目标同步的选择会影响时序。源同步允许更快的传输，但要求在 DMA 写周期结束前撤销 DMA 请求；目标同步较慢，但对撤销 DMA 请求的时序要求较为宽松。
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