Linux系统中SPI与DMA的关系及带DMA的SPI工作原理是什么?
带DMA的SPI工作逻辑解答
你提到的第二种理解是正确的:SPI的控制逻辑仍由CPU执行,仅数据传输阶段交给DMA完成,不需要CPU介入数据搬运过程。
你可以通过完整的传输流程确认逻辑:
- 初始化阶段:CPU负责配置SPI的核心工作参数(波特率、数据位宽、CPOL/CPHA相位、片选规则等),同时配置对应DMA通道的参数(数据源地址、目标地址、传输总长度、突发模式等),整个初始化流程都是CPU通过调用
spi_sync()/spi_async()这类API触发执行的。 - 传输启动阶段:CPU向SPI控制器下发传输启动指令,同时触发对应DMA通道开始工作,这一步执行完成后CPU就可以切换去处理其他任务,不需要再盯着传输过程。
- 数据传输阶段:SPI每发送/接收到一个单位的数据,就会向DMA发送硬件请求,DMA自动把内存中待发送的数据搬到SPI的发送FIFO,或者把SPI接收FIFO里的数据写到预设的内存地址,全程不需要CPU参与数据的拷贝搬运。
- 传输完成阶段:DMA完成预设长度的数据传输后,通过中断通知CPU,CPU再做后续的收尾处理(比如拉高处片选、标记传输完成状态给上层调用者等)。
补充说明:
spi_sync()和spi_async()的差异仅在调用线程的行为:spi_sync()会阻塞当前线程直到传输完成,spi_async()会立即返回,等传输完成后通过回调通知上层,不管调用哪个API,只要开启了DMA模式,数据传输阶段都不需要CPU介入搬运。
不存在DMA自主控制SPI API的情况,所有API调用、控制逻辑的执行主体都是CPU,DMA只负责最耗时的数据搬运环节,核心目的是把CPU从频繁的外设IO读写操作中解放出来,提升系统整体吞吐量。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者gaosiy
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