マイコンDMA：効率的なデータ転送のコツ

マイコンにおけるDMA（直接メモリアクセス）の理解と活用

マイコンにおけるDMA（直接メモリアクセス）の理解と活用

マイコン（マイクロコントローラ）におけるDMA（Direct Memory Access）は、CPUを介さずにメモリ間のデータ転送を可能にする機構です。これにより、CPUの負荷を軽減し、システム全体のパフォーマンスを向上させることができます。

DMAとは何か？

DMAは、CPUがデータ転送を制御しなくても、メモリ間の直接的な転送を許可する仕組みです。従来のデータ転送では、CPUがメモリへのアクセスを制御するため、データ転送中にCPUは他の処理を行うことができませんでした。DMAを使用することで、CPUはデータ転送中に他のタスクを実行できるようになり、システム全体の効率が大幅に向上します。

DMAの仕組み

DMAの基本的な仕組みは以下の通りです。

  1. DMAコントローラの設定：DMAコントローラは、ソースアドレス、デスティネーションアドレス、転送量、転送モード（シングルポインティング、マルチポインティングなど）、優先度などのパラメータを設定します。
  2. 転送開始：DMAコントローラが設定に基づいて転送を開始します。
  3. データ転送：DMAコントローラがソースからデスティネーションへデータを直接転送します。この際、CPUは干渉しません。
  4. 転送完了：DMAコントローラが転送完了を通知します。

DMA転送モード

DMA転送にはいくつかのモードがあります。

  • シングルポインティング：ソースアドレスとデスティネーションアドレスが同じ場合に使用されます。
  • マルチポインティング：ソースアドレスとデスティネーションアドレスが異なる場合に使用されます。
  • サイクルモード：繰り返し転送を行う場合に用いられます。

DMAの利点

  • CPU負荷の軽減：データ転送中のCPU負荷を軽減できます。
  • パフォーマンス向上：システム全体のパフォーマンスを向上させます。
  • リアルタイム性：リアルタイム処理に適しています。

DMAの応用

DMAは、以下のような用途で利用されます。

  • ADC/DAC転送：アナログ-デジタル変換器（ADC）やデジタル-アナログ変換器（DAC）からのデータ転送
  • シリアル通信：UART、SPI、I2Cなどのシリアル通信におけるデータ転送
  • フラッシュメモリへの書き込み：プログラムやデータのフラッシュメモリへの書き込み
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