3、DMA传输类型详解：内存到内存、外设到内存、内存到外设、外设到外设传输场景分析

好，咱们今天来聊聊DMA的四种基本传输类型。说实话，这四种类型是DMA操作的核心，搞懂了它们，你基本就掌握了DMA的精髓。我在项目里见过不少工程师，配置寄存器时头头是道，但一遇到实际场景就不知道选哪种传输模式了。嗯，今天咱们就把这事儿彻底说清楚。

3.1 内存到内存传输（Memory-to-Memory）

这种模式说白了就是数据从一个内存地址搬到另一个内存地址。CPU只需要告诉DMA：「嘿，帮我把这1000个字节从A地址搬到B地址」，然后就可以去干别的事了。

典型应用场景：

  • 数据缓冲区拷贝（比如从接收缓冲区搬到应用缓冲区）
  • 图像帧缓冲区的快速复制
  • 数据结构的初始化或重置

核心要点：内存到内存传输通常需要DMA控制器内部产生源地址和目标地址，不需要外设触发信号。传输一旦启动，就会一直进行直到完成。

我个人习惯在初始化大块数据结构时用这个功能。比如你有一个512字节的查找表，每次系统启动都要初始化，用CPU循环赋值太慢了，DMA一次搞定。

// 伪代码示例：配置内存到内存传输
DMA_ChannelConfig chConfig;
chConfig.srcAddr = (uint32_t)&sourceBuffer;
chConfig.dstAddr = (uint32_t)&destBuffer;
chConfig.transferSize = 512;  // 传输512个字节
chConfig.srcInc = DMA_ADDR_INC;   // 源地址递增
chConfig.dstInc = DMA_ADDR_INC;   // 目标地址递增
chConfig.transferMode = DMA_MEM_TO_MEM;
chConfig.triggerSource = DMA_SOFTWARE_TRIGGER;  // 软件触发

DMA_InitChannel(DMA_CH0, &chConfig);
DMA_StartTransfer(DMA_CH0);  // 启动传输

我的经验：做内存到内存传输时，一定要注意源地址和目标地址不能重叠，否则数据会被覆盖。我曾经在一个项目中没注意这个，结果调试了整整一天才发现是地址重叠的问题。

3.2 外设到内存传输（Peripheral-to-Memory）

这是嵌入式系统中最常用的DMA传输模式。外设（比如ADC、UART、SPI）产生数据，DMA自动把数据搬到内存里。CPU完全不用管，等DMA传输完成后再来处理数据就行。

典型应用场景：

  • ADC连续采样数据存储
  • UART接收不定长数据
  • SPI从设备接收数据
  • 定时器捕获数据记录

你想想看，如果没有DMA，CPU得不停地去检查外设的数据寄存器有没有新数据。这不仅浪费CPU时间，还容易丢数据。用DMA的话，外设每产生一个数据，DMA就自动搬走一个，CPU可以安心处理其他任务。

关键配置：外设到内存传输需要配置外设触发信号。源地址通常是外设的数据寄存器地址（固定不变），目标地址是内存缓冲区地址（递增）。

// 伪代码示例：配置ADC到内存传输
DMA_ChannelConfig chConfig;
chConfig.srcAddr = (uint32_t)&ADC->DR;  // ADC数据寄存器，地址固定
chConfig.dstAddr = (uint32_t)&adcBuffer;  // 内存缓冲区
chConfig.transferSize = 100;  // 采集100个样本
chConfig.srcInc = DMA_ADDR_FIXED;   // 源地址固定（外设寄存器）
chConfig.dstInc = DMA_ADDR_INC;     // 目标地址递增
chConfig.transferMode = DMA_PERIPH_TO_MEM;
chConfig.triggerSource = DMA_TRIGGER_ADC;  // ADC转换完成触发

DMA_InitChannel(DMA_CH1, &chConfig);
DMA_EnableChannel(DMA_CH1);  // 等待外设触发

避坑指南：我曾经在配置UART接收DMA时，忘了设置源地址为固定模式，结果DMA每次传输后源地址自动递增，读到的全是垃圾数据。嗯，这个坑我替你们踩过了。

3.3 内存到外设传输（Memory-to-Peripheral）

这个模式正好和上面相反。DMA从内存中读取数据，然后写入外设的数据寄存器。典型的就是发送数据，比如通过UART发送一串数据，或者通过DAC输出波形数据。

典型应用场景：

  • UART发送大量数据（比如日志输出）
  • DAC波形数据输出
  • SPI发送数据到外部设备
  • PWM占空比表更新

我记得有个项目需要输出一个正弦波，采样点有1024个。如果用CPU一个一个往外送，CPU基本就废了。用DMA的话，设置好循环模式，DMA会自动循环发送这1024个数据，CPU完全解放出来。

// 伪代码示例：配置内存到DAC传输
DMA_ChannelConfig chConfig;
chConfig.srcAddr = (uint32_t)&sineWaveTable;  // 正弦波数据表
chConfig.dstAddr = (uint32_t)&DAC->DR;        // DAC数据寄存器
chConfig.transferSize = 1024;  // 1024个采样点
chConfig.srcInc = DMA_ADDR_INC;     // 源地址递增
chConfig.dstInc = DMA_ADDR_FIXED;   // 目标地址固定（外设寄存器）
chConfig.transferMode = DMA_MEM_TO_PERIPH;
chConfig.circularMode = ENABLE;     // 循环模式，持续输出波形
chConfig.triggerSource = DMA_TRIGGER_TIMER;  // 定时器触发

DMA_InitChannel(DMA_CH2, &chConfig);
DMA_EnableChannel(DMA_CH2);

我的建议：做内存到外设传输时，如果数据量不大，可以考虑用双缓冲（Double Buffering）技术。一个缓冲区在传输，另一个缓冲区在准备数据，这样能实现无缝的数据更新。

3.4 外设到外设传输（Peripheral-to-Peripheral）

这个模式用得相对少一些，但在某些场景下非常有用。数据从一个外设直接传输到另一个外设，完全不经过内存。CPU只需要配置好传输参数，剩下的DMA全包了。

典型应用场景：

  • SPI接收的数据直接通过UART发送出去（协议转换）
  • 定时器捕获值直接写入比较寄存器
  • ADC采样值直接送到DAC输出（信号中继）
  • 数字滤波器输入到输出

为什么会用到这种模式？说白了就是减少延迟。数据不经过内存，省去了内存读写的开销，延迟可以做到非常低。我在一个高速数据采集项目中用过这个功能，ADC采集的数据直接通过DMA送到DAC输出，延迟控制在几个时钟周期内。

注意事项：外设到外设传输对时序要求比较高。两个外设的数据宽度、传输速率必须匹配，否则很容易出现数据错位的问题。

// 伪代码示例：配置SPI到UART的直通传输
DMA_ChannelConfig chConfig;
chConfig.srcAddr = (uint32_t)&SPI->DR;   // SPI接收数据寄存器
chConfig.dstAddr = (uint32_t)&UART->DR;  // UART发送数据寄存器
chConfig.transferSize = 256;
chConfig.srcInc = DMA_ADDR_FIXED;   // 源地址固定
chConfig.dstInc = DMA_ADDR_FIXED;   // 目标地址固定
chConfig.transferMode = DMA_PERIPH_TO_PERIPH;
chConfig.triggerSource = DMA_TRIGGER_SPI_RX;  // SPI接收完成触发

DMA_InitChannel(DMA_CH3, &chConfig);
DMA_EnableChannel(DMA_CH3);

避坑指南：我曾经在一个项目中用外设到外设传输做SPI到UART的协议转换，结果发现UART的波特率跟不上SPI的速率，导致数据丢失。后来加了FIFO缓冲才解决。所以，两个外设的速率匹配一定要提前算好。

3.5 四种传输类型对比总结

传输类型 源地址 目标地址 触发方式 典型应用
内存到内存 递增 递增 软件触发 数据拷贝、初始化
外设到内存 固定 递增 外设触发 ADC采样、UART接收
内存到外设 递增 固定 外设触发 DAC输出、UART发送
外设到外设 固定 固定 外设触发 协议转换、信号中继

嗯，这四种传输类型基本覆盖了嵌入式系统中所有的数据搬运场景。我个人建议，在实际项目中先想清楚数据流向，再选择对应的传输模式。别一上来就配寄存器，那样容易出错。

最后说一句，TC3xx的DMA控制器还支持链表模式（Linked List），可以把多个不同的传输任务串起来。这个咱们后面章节再细聊。今天先把这四种基础类型吃透，后面的内容就好理解了。

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