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1 前言
直接存储器访问（Direct Memory Access），简称DMA。DMA是CPU一个用于数据从一个地址空间到另一地址空间“搬运”（拷贝）的组件，数据拷贝过程不需CPU干预，数据拷贝结束则通知CPU处理。
因此，大量数据拷贝时，使用DMA可以释放CPU资源。DMA数据拷贝过程，典型的有：
-
内存—>内存，内存间拷贝
-
外设—>内存，如uart、spi、i2c等总线接收数据过程
-
内存—>外设，如uart、spi、i2c等总线发送数据过程
2 串口有必要使用DMA吗
串口(uart)是一种低速的串行异步通信，适用于低速通信场景，通常使用的波特率小于或等于115200bps。
对于小于或者等于115200bps波特率的，而且数据量不大的通信场景，一般没必要使用DMA，或者说使用DMA并未能充分发挥出DMA的作用。
对于数量大，或者波特率提高时，必须使用DMA以释放CPU资源，因为高波特率可能带来这样的问题：
-
对于发送，使用循环发送，可能阻塞线程，需要消耗大量CPU资源“搬运”数据，浪费CPU
-
对于发送，使用中断发送，不会阻塞线程，但需浪费大量中断资源，CPU频繁响应中断；以115200bps波特率，1s传输11520字节，大约69us需响应一次中断，如波特率再提高，将消耗更多CPU资源
-
对于接收，如仍采用传统的中断模式接收，同样会因为频繁中断导致消耗大量CPU资源
因此，高波特率场景下，串口非常有必要使用DMA。
3 实现方式
5.1 基本流程
即是数据搬运到buf大小的一半时，可以产生一个中断信 。基于这个机制，我们可以实现双缓存功能，只需将buf空间开辟大一点即可。
【1】第一步，DMA将数据搬运完成buf的前一半时，产生“半满中断”，CPU来拷贝buf前半部分数据
【2】第二步，DMA继续将数据搬运到buf的后半部分，与CPU拷贝buf前半部数据不会冲突
【3】第三步，buf后半部分数据搬运完成，触发“溢满中断”，CPU来拷贝buf后半部分数据
【4】执行完第三步，DMA返回执行第一步，一直循环
DMA 错误中断，一般用于前期调试使用，用于检查DMA出现错误的次数，发布软件可以不使能该中断。
5.3 接收处理
基于上述描述机制，DMA方式接收串口数据，有三种中断场景需要CPU去将buf数据拷贝到fifo中，分别是：
-
DMA通道buf溢满（传输完成）场景
-
DMA通道buf半满场景
-
串口空闲中断场景
前两者场景，前面文章已经描述。串口空闲中断指的是，数据传输完成后，串口监测到一段时间内没有数据进来，则触发产生的中断信 。
5.3 .1 接收数据大小
数据传输过程是随机的，数据大小也是不定的，存在几类情况：
-
数据刚好是DMA接收buf的整数倍，这是理想的状态
-
数据量小于DMA接收buf或者小于接收buf的一半，此时会触发串口空闲中断
因此，我们需根据来计算当前接收的数据大小。
DMA通道buf溢满场景计算
DMA通道buf溢满中断处理函数：
串口空闲中断场景计算
串口空闲中断场景的接收数据计算与“DMA通道buf半满场景”计算方式是一样的。
串口空闲中断处理函数
注：串口空闲中断处理函数，除了将数据拷贝到串口接收fifo中，还可以增加特殊处理，如作为串口数据传输完成标识、不定长度数据处理等等。
5.3.2 接收数据偏移地址
将有效数据拷贝到fifo中，除了需知道有效数据大小外，还需知道数据存储于DMA 接收buf的偏移地址。
有效数据偏移地址只需记录上一次接收的总大小即,可，在DMA通道buf全满中断处理函数将该值清零，因为下一次数据将从buf的开头存储。
在DMA通道buf溢满中断处理函数中将数据偏移地址清零：
关键步骤
【1】初始化串口
【2】使能串口DMA发送模式
【3】配置DMA发送通道，这一步无需在初始化设置，有数据需要发送时才配置使能DMA发送通道
UART2 DMA模式发送配置代码如下，与其他外设使用DMA的配置基本一致，留意关键配置：
-
串口发送是，DMA通道工作模式设为单次模式（正常模式），每次需要发送数据时重新配置DMA
-
使能DMA通道传输完成中断，利用该中断信息处理一些必要的任务，如清空发送状态、启动下一次传输
-
启动DMA通道前清空相关状态标识，防止首次传输错乱数据
6.3 发送处理
串口待发送数据存于发送fifo中，发送处理函数需要做的的任务就是循环查询发送fifo是否存在数据，如存在则将该数据拷贝到DMA发送buf中，然后启动DMA传输。
前提是需要等待上一次DMA传输完毕，即是DMA接收到DMA传输完成中断信 。
串口发送处理函数：
上述串口发送处理函数可以在几种情况调用：
-
主线程任务调用，前提是线程不能被其他任务阻塞，否则导致fifo溢出
-
DMA通道传输完成中断中调用
—— The End ——
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