DMA数据传输的时候,CPU可以同时并行处理其它任务吗?

2019-12-15 11:16发布

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想请教下各位:

问题1:上述说法是正确的嘛?还是说每种类型的单片机在DMA这块机制不一样?

问题2:如果上述说法正确的,为什么在进行DMA传输的这段时间内需要挂起CPU?这样使用DMA有什么意义?

问题3:如果上述说法不正确,那么是否会产生资源共享的问题(在DMA传输的这段时间内,DMA也可以看作某种意义上的CPU,与真正的CPU进行资源竞争)?
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12条回答
wx85105157
1楼-- · 2019-12-15 11:43
 精彩回答 2  元偷偷看……
aozima
2楼-- · 2019-12-15 17:00
CPU的指令中不是所有的指令都在访问总线,所以DMA可以在非数据访问时占用。

DMA也不是一直在访问总线,比如UART速度慢,DMA只有收到触发信号时才传输一个字节。

即使两边碰撞了,还有总线仲裁,会把其中一个暂停一下。
这个暂停的代价比CPU产生中断执行一个ISR小几百倍。

另外总线上面还分不同的BANK,这样CPU和DMA同时访问不同的区域时也不会冲突。

对普通用户来说,可以简单理解为并行就可以了。
如果带宽要上几十MB以上才考虑这块这块的效率。
huangqi412
3楼-- · 2019-12-15 21:43
一加一小于二  但是接近二  不同芯片接近程度不同
20061002838
4楼-- · 2019-12-15 22:42
1,正确,对于MSP430单片机而言。不同单片机机制确实不一样,MSP430出于低功耗设计考虑是这样子的,STM32的就不是,DMA传输时CPU可以正常工作
2,430只有一条总线,取指令、取数据、访问RAM、DMA读写都是在这一条总线上面做的,总线带宽不够,所以DMA传输时CPU会被挂起
     依然非常有意义,举个例子,ADC转换完成了需要把结果存入RAM中(或者串口收发数据,等等),如果用CPU来做,需要保护现场、跳转到中断程序、CPU搬运数据、跳转恢复现场,这些事情所消耗的时间远远长于用DMA方式CPU被挂起那段时间
     当然,你如果是每得到一个数据都需要做运算处理,上面的当我没说
3,出问题产生冲突无非就是,DMA和CPU同时写RAM;或者某些寄存器是读清零类型的,先读取的得到了正确的数据,而后读取的得到错误的数据
    430和STM32这种比较简单的,没听说过有这方面的问题,而且上述现象在程序设计的时候很容易避免,缓存ADC结果的内存CPU没事儿写它做什么
    复杂的,有Cache的CPU,会存在这方面的问题,论坛里面有帖子讨论
XA144F
5楼-- · 2019-12-16 01:06
在8086时代,DMA还用的是8237,当DMA开始传输数据时,会完全占用地址、数据和控制总线,而CPU在此时使用总线的话会造成各种严重后果。所以8237在开始运行时会发出一个LOCK信号来让8086暂时停止运行,直到8237传输结束后才撤销LOCK信号让8086继续跑。
MSP430估计也是这种情况。
当然,现在的CPU内部带指令缓存和数据缓存,所以就算DMA占用了外部的三总线,CPU还能继续运行,当然在遇到需要从外部存储器中读取D和I时就要耐心等等了。
stm32单片机的DMA是有仲裁的,保证CPU和DMA都能运行而且性能损失最低。就算到了极端情况,仲裁器也能保证CPU有一半的带宽可用。
love_ourdev
6楼-- · 2019-12-16 01:41
 精彩回答 2  元偷偷看……

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