STM32 DMA的理论学习附带个人思路分析！！（启蒙基础版~）_stm32f7的dma和eth dma有什么区别?

（笔者的话：写下这一行字的时候我也完全不知道DMA是什么东西，希望我写到最后一张的时候能知道，也希望你们能知道） 

概论

        那我们先来思考一下两个问题

        1.什么是DMA？

        2.为什么需要DMA？

        （想要学习DMA，哪最开始肯定要从这个名字理解起喽，于是乎我们了解了一下）

        DMA，全称Direct（直接） Memory（内存） Access（访问），官方学名为
“直接存储器访问”。

        （但是众所周知在嵌入式开发学习中呢，没有任何一个名字是没有意义的）

        如果DMA代表是直接访问，哪是不是说明，不使用DMA的情况，STM32并不能直接访问内存

呢？

答：当然不是，STM32的cpu可以随时随地的访问内存.

        而着给直接存储器访问的意思是其实是指，外设和存储器之前的交互，虽然上面说了stm32的cpu可以直接访问内存，但是外设却做不到这点，外设则需要通过stm32的cpu这个中转站来进行内存访问.

传统(无 DMA 的系统中)外设（如 UART、ADC）访问内存的方式为：      

                                  ​​​​​​​        ​​​​​​​       ​​​​​外设 → CPU 寄存器 → 内存  

        那么问题来了，如果外设访问内存，都需要经过cpu，那么当大量外设都需要一直访问内存的时候，cpu岂不是不用执行其他任务了，cpu的资源被耗尽.

于是乎，我们是不是得自己想个办法专门来处理外设和内存之间的访问问题，于是恭喜你，你发明了DMA

（不用我们自己想，牛逼前辈们，早就想到了这一点，所以DMA应运而生）

那经过我们上面的这一段思考，我们已经知道了DMA到底是啥！

总结：

1.什么是DMA？

DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）​​ 是一种计算机硬件技术，允许外设（如硬盘、网卡、传感器）与系统内存（RAM）之间直接传输数据，​无需CPU全程参与。其核心目标是提升数据传输效率，减少CPU的资源占用。

2.为什么需要DMA？

在传统数据传输模式中，CPU需要全程干预外设与内存的交互， ​​​​​外设 → CPU 寄存器 → 内存  

• ​CPU的痛点​：
  • 频繁占用总线，导致其他任务延迟（如实时响应按键输入）。
  • 需要逐字节/逐块搬运数据，消耗计算资源。

• ​DMA的解决方案​：
  引入DMA控制器（DMAC），接管数据传输任务： ​​​​​外设 → DMA控制器 → 内存 

  • ​CPU的角色​：仅初始化传输参数，并在完成后处理数据。

那么通过使用DMA，外设和数据之间就能进行绕过CPU的访问，就不再需要频繁的占用CPU资源

二.stm32中的DMA

了解了DMA的基本概念那我们来看看他的实际应用依旧是STM32F407ZET6为例

        DMA的特点

在数据手册里找到DMA相关的内容，这里提到了这款芯片里有两个DMA控制器分别是DMA1和DMA2，每个控制器有8个通道，他们能处理从内存到外设的各种相关操作，他们专门为APB和AHB设计了专用的FIFO（先进先出缓冲区），来适配他的这个总线的速度

（后面的大概是说他提供了双缓冲模式，可以自动切换，不用软件干预啥的，他说不用代码干预，我们就暂时放在一边.）

数据手册先看到这里，我看了一下后面有提到DMA的相关内容，大部分都是告诉你某某外设可以使用DMA传输数据，还有就是DMA的功耗大小，以后使用到相关内容的时候我们再去看.

STM32DMA外设

既然DMA也是外设的一种，那我们自然可以在外设手册里找到他

这个简介理论学习我们已经在上面去了解过了，这个总线矩阵架构在数据手册里也有提到：长这个样子

STM32DMA的主要特性

DMA控制器主要特性（从文档中，解读了一部分出来）

1. ​双AHB总线架构​：独立总线分别处理存储器与外设访问，优化系统带宽。
2. ​高性能数据传输​：
   • 支持32位地址/数据访问，每个DMA控制器含8个数据流，每个数据流最多8个通道。
   • 每个数据流配备32位四级FIFO缓冲区，支持FIFO模式（可配置阈值：1/4、1/2、3/4 FIFO大小）与直接传输模式。
3. ​灵活传输模式​：
   • 支持外设→存储器、存储器→外设、存储器→存储器三类传输方向。
   • 源/目标地址支持增量/非增量寻址，突发传输支持4/8/16节拍（软件可配置突发大小，通常匹配外设FIFO）。
4. ​智能管理机制​：
   • ​循环缓冲区管理​：每个数据流独立支持，简化循环数据处理。
   • ​数据宽度自适应​：源与目标数据宽度相同时自动转换位宽（FIFO模式下可用）。
5. ​优先级与仲裁​：
   • 数据流级优先级：8个数据流优先级可通过软件配置（4级：非常高、高、中、低）。
   • 通道级仲裁：每个数据流内8个通道由硬件仲裁器管理优先级。
6. ​事件与中断​：
   • 5个独立事件标志（传输完成、FIFO错误、传输错误、直接模式错误、半传输完成），支持逻辑或运算生成单中断请求。
7. ​高效外设协同​：
   • 支持外设通过DMA触发传输（仅需配置通道请求），直接利用AHB总线矩阵启动传输，减少CPU干预。

核心优势：高速数据搬运、低CPU占用、灵活配置，适用于外设通信、存储器间数据交互等高频场景。

（如果你想仔细了解，还是去手册里找原版文档）

接下来我们对照着这个特性看框图！

那我们从左边看起，根据主要特性里面讲的，DMA有8个数据流，每个数据流有8个通道正好对照着框图，左边红色蓝色方框的部分.“CH”在stm32中一般指通道，STR我暂时也不知道是啥意思，于是我们可以反推一下，如果我们猜测的不错应该指代的是数据流的意思，

str正是stream的缩写

验证完毕，那我们上面的分析完全正确

那我们继续来解释中间的这个部分，我们可以看到有8条线路连接到仲裁器，这就是8个数据流啦，每个数据流对应8个通道

这里描述的有点抽象，根据查阅资料，大概是说：8个流各自汇总其8个通道的请求，生成1个流请求信号（REQ_STREAMx）送给仲裁器，其实有8个仲裁器，每个数据流都有一个.

然后仲裁器会根据优先级，来对数据流进行处理,每个数据流都有一个仲裁器.

上图红色部分大概就是存储器到外设了，绿色方框部分是外设到存储器，而第三种模式存储器到存储器也大致是这样的流程.

那么框图部分就简单介绍完了，虽然还有一些东西我们没有看到，但是已经初步了了解一下DMA的框图.

笔者的话：这篇简单的DMA入门的的讲解其实过于简陋了，但是正如笔者所说，笔者也是自己纯看手册学习这个内容，希望看手册的思路上能给初学者一点帮助.要想掌握的更加熟悉还是要结合代码实践.笔者也算是个初学者，如果后面写了相关代码，我在补一篇进阶版。