📚 课程目录第3章 DMA传输类型

3. DMA 传输类型：四种模式深度解析

各位好，这一章我们聊聊DMA的四种传输类型。很多资料讲得挺清楚，但我在项目里发现，不少工程师对这几种类型的本质区别其实没有吃透。结果就是配置错了，数据丢了，还得回头查手册。说实话，我也是踩过坑才真正搞明白的。

    核心知识点：DMA传输类型由源地址和目的地址的地址空间归属决定，而不是由数据流向决定。记住这个根本，后面就好理解了。

3.1 内存到内存传输

这是最基础的模式，也是很多新手最先接触到的。说白了，就是DMA自己把数据从一块内存搬到另一块内存。CPU只负责发个启动指令，剩下的事DMA全包了。

属性	说明
源地址	系统内存（DDR/SRAM）
目的地址	系统内存（DDR/SRAM）
典型场景	图像帧缓冲拷贝、协议栈数据包搬运、内存加密/校验前数据整理
关键参数	源地址增量/固定、目的地址增量/固定、传输宽度（字节/半字/字）

我在项目中遇到过一个问题：用DMA做内存拷贝，源和目的地址都设了增量，结果拷贝出来的数据是错的。排查了半天，发现是地址对齐没处理好。比如你要拷贝一个未对齐的字节数组，DMA如果配置成32位传输，就会出错。你想想看，硬件不知道你的数据结构是什么，它只管按配置的宽度去搬数据。

避坑指南：我曾经因为内存到内存的地址对齐问题，浪费了一整个下午。建议你写代码前，先确认源地址和目的地址是否满足DMA控制器的对齐要求。如果不满足，要么改成字节传输模式（效率低），要么提前做内存对齐。

3.2 内存到外设传输

这个模式最常见。CPU先把要发送的数据准备好，放在内存里，然后告诉DMA：「帮我把这些数据送到外设的发送FIFO里去。」我习惯把这个过程叫做「往外倒数据」。

配置要点主要有三个：

地址属性：源地址来自内存（通常设增量模式），目的地址是外设寄存器地址（设固定模式）。
触发信号：一般由外设的「发送就绪」信号触发。举个例子，UART的TXFIFO空时，会向DMA发送请求，DMA收到后就搬一次数据。
突发传输：如果你的外设支持突发（比如AHB总线上的外设），可以把DMA配置成一次传输多个数据，这样效率更高。但别贪心，突发长度受外设FIFO深度限制。

// 伪代码：配置DMA进行内存到外设传输
dma_config_t cfg;
cfg.src_addr     = (uint32_t)tx_buffer;     // 内存缓冲区
cfg.dst_addr     = (uint32_t)&UART->DR;     // UART数据寄存器
cfg.src_inc      = DMA_INC_ENABLE;          // 源地址递增
cfg.dst_inc      = DMA_INC_DISABLE;         // 目的地址固定
cfg.transfer_width = DMA_WIDTH_8BIT;        // 1字节传输
cfg.burst_size   = DMA_BURST_4;             // 4次突发
cfg.trigger      = DMA_TRIG_UART_TX;        // UART发送触发
dma_start(&cfg);

嗯，这里要注意一点：配置好触发信号后，一定要确认外设的DMA请求是否已经使能。我记得有一次我怎么调都没有数据发出去，查了半天，原来是UART模块内部的DMA发送请求位没有置位。这个细节，数据手册里通常写在小字部分，容易被忽略。

3.3 外设到内存传输

和上面正好相反，这是把外设收到的数据搬回内存。最常见的场景：ADC采集、UART接收、SPI从设备接收、以及摄像头数据采集。

我个人觉得，这个模式对实时性的要求比前两个都高。为什么？因为外设的接收FIFO通常很小，比如就16字节。你不及时搬走，FIFO溢出了，数据就丢了。

外设类型	FIFO深度（典型值）	建议DMA传输策略
UART 低速	16字节	单次传输，触发阈值设到8字节再请求DMA
SPI 高速	32-64字节	突发传输，开启循环模式持续接收
ADC 连续采样	单个寄存器	每次转换完成立即触发DMA，采用循环模式

配置时，地址对齐是另一个容易踩的坑。外设数据寄存器的地址可能不是自然对齐的。比如某个8位宽度的外设，它的数据寄存器地址是0x4000_1001。如果你把DMA配置成32位传输，那就出问题了——它会尝试从0x4000_1000读32位数据，结果读到了其他外设的寄存器上。我建议你遇到这种外设时，老老实实按外设数据宽度去配置DMA。

小技巧：在外设到内存的场景下，我习惯用双缓冲（ping-pong buffer）模式。一个缓冲区在给CPU处理，另一个缓冲区在由DMA填数据。这样CPU和DMA可以并行工作，吞吐量直接翻倍。

3.4 循环传输模式

循环模式就是当传输完成后，地址计数器自动回滚到初始值，然后继续下一轮传输。这个模式在连续数据流的场景下非常有用，比如音频播放、数据采集、以及电机控制的电流环。

循环模式的关键参数只有一个：周期长度。就是每轮传输多少字节。比如我要采集1024个点的数据，每轮传输完成后自动从头开始填。

// 伪代码：配置循环传输
dma_config_t cfg;
cfg.src_addr     = (uint32_t)&ADC->DR;      // ADC数据寄存器
cfg.dst_addr     = (uint32_t)adc_buf;        // 内存缓冲区
cfg.dst_inc      = DMA_INC_ENABLE;          // 目的地址递增
cfg.block_size   = 1024;                     // 每轮1024次传输
cfg.circular     = DMA_CIRCULAR_ENABLE;     // 开启循环模式
cfg.trigger      = DMA_TRIG_ADC_READY;      // ADC转换完成触发
dma_start(&cfg);

但在实战中，循环模式有个大坑——数据竞争。你想想看，DMA在往缓冲区写数据的时候，CPU也在读同一块缓冲区。如果指针管理不好，CPU读到一半的数据被DMA覆盖了，那就产生坏数据了。

避坑指南：我曾经做一个音频采集项目，用了循环模式但没加保护。结果回放时经常听到杂音，排查了一周才发现是CPU和DMA同时操作同一个缓冲区。解决方案是：把缓冲区分成两半，DMA写前半段时CPU读后半段，反之亦然，靠一个标志位来切换。后来我在所有循环模式的项目里都用这个方法，再没出过问题。

3.5 四种类型对比速查

传输类型	源地址	目的地址	典型触发源	常用配置
内存→内存	内存（增量）	内存（增量/固定）	软件启动	对齐检查、突发传输
内存→外设	内存（增量）	外设（固定）	外设请求	触发匹配、FIFO深度
外设→内存	外设（固定）	内存（增量）	外设请求	地址对齐、双缓冲
循环传输	取决于功能	取决于功能	外设请求	周期长度、数据竞争保护

最后总结一句：不管用哪种类型，核心就是搞清楚你的数据「从哪里来、到哪里去」。源地址和目的地址的归属决定了你选哪种传输类型，而传输类型又决定了DMA控制器的配置方式。把这些理清了，DMA基本就不会出大问题。