DMA，即動(dòng)態(tài)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)，是一些微控制器的一項(xiàng)功能，數(shù)據(jù)可以獨(dú)立于CPU移動(dòng)，使CPU可以自由地做其他工作，從而增加了系統(tǒng)可以同時(shí)完成的工作總量。

　　DMA可以將數(shù)據(jù)從一個(gè)內(nèi)存區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)，從內(nèi)存移動(dòng)到外設(shè)，或者從外設(shè)移動(dòng)到內(nèi)存。

　　存儲(chǔ)器到外設(shè)DMA

　　存儲(chǔ)器到外設(shè)數(shù)據(jù)復(fù)制的一個(gè)例子是大量數(shù)據(jù)應(yīng)該通過(guò)通信外設(shè)（例如UART）傳輸?shù)那闆r；如果沒(méi)有DMA，CPU將需要在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行“阻塞”（通常傳輸速度相對(duì)較慢，取決于通信協(xié)議的速度），或者使用中斷來(lái)管理傳輸（由于中斷上下文切換，這會(huì)增加額外的處理開(kāi)銷(xiāo)）。

　　這個(gè)例子也只考慮了只有一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸需要同時(shí)發(fā)生的情況——DMA通常可以同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)流（取決于特定的微控制器實(shí)現(xiàn)）。

　　外設(shè)到存儲(chǔ)器DMA

　　外設(shè)到內(nèi)存的DMA是類(lèi)似的——當(dāng)CPU忙于做其他事情時(shí)，可以從通信外設(shè)（如UART）讀取數(shù)據(jù)，并將其復(fù)制到內(nèi)存緩沖區(qū)。除了讓CPU自由地做其他工作之外，這還確保了通信數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)镃PU忙于另一個(gè)任務(wù)而不在準(zhǔn)備處理接收數(shù)據(jù)的代碼段中而丟失。

　　同樣，當(dāng)有多個(gè)設(shè)備可能同時(shí)通信時(shí)（想想5個(gè)或10個(gè)?。?DMA可以用來(lái)緩沖它們的每個(gè)通信，完美地并且沒(méi)有數(shù)據(jù)丟失的可能性，直到CPU運(yùn)行準(zhǔn)備好處理接收的數(shù)據(jù)的代碼段。雖然有些微控制器在通信外設(shè)中包含一個(gè)小的接收緩沖器，但利用DMA，接收緩沖器可以任意大，只受可用RAM的限制。

　　外設(shè)到存儲(chǔ)器DMA的另一個(gè)例子可以是通過(guò)ADC采樣模擬信號(hào)。本例中設(shè)置了一個(gè)定時(shí)器，用于以設(shè)定的時(shí)間間隔觸發(fā)一個(gè)或多個(gè)通道上的ADC采樣。采樣發(fā)生時(shí)，讀數(shù)通過(guò)DMA自動(dòng)傳輸?shù)絻?nèi)存緩沖區(qū)。然后，單獨(dú)的DMA流可以將這些緩沖區(qū)復(fù)制到另一個(gè)內(nèi)存區(qū)域，供CPU運(yùn)行DSP（數(shù)字信號(hào)處理）算法。最后，另一個(gè)DMA流可用于將處理后的信號(hào)傳輸至微控制器DAC進(jìn)行輸出（存儲(chǔ)器至外設(shè)）。（如果您不熟悉這些術(shù)語(yǔ)，您可以在我們的中找到概述物理輸出核心或者數(shù)（字）－模（擬）轉(zhuǎn)換器博客文章）。這樣，CPU就可以騰出時(shí)間來(lái)運(yùn)行密集型DSP算法，而無(wú)需浪費(fèi)任何時(shí)間來(lái)管理ADC、存儲(chǔ)器復(fù)制或DAC。

　　對(duì)于接收數(shù)據(jù)，一些微控制器支持循環(huán)DMA緩沖區(qū)，而其他微控制器支持乒乓緩沖區(qū)，其中數(shù)據(jù)接收在兩個(gè)存儲(chǔ)器部分之間交替進(jìn)行（本文作者更喜歡循環(huán)緩沖區(qū)，認(rèn)為它們更有效，更容易編寫(xiě)代碼）。

　　對(duì)于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的程序員來(lái)說(shuō)，DMA可能令人望而生畏，但是一旦你投入時(shí)間使用它一次，那么你就有了一個(gè)代碼模板，它可以很容易地復(fù)制到其他項(xiàng)目，并且可以大大提高你的項(xiàng)目的質(zhì)量和/或你的微控制器可以處理的項(xiàng)目的復(fù)雜性。

　　審核編輯：黃飛