SPC58中使用的增强型直接内存访问（eDMA）控制器是第二代模块，能够在最小的主机处理器干预下执行复杂的数据传输。硬件微体系结构包括一个DMA引擎，它执行源地址和目标地址计算，以及实际的数据移动操作，以及包含64个通道中每个通道的传输控制描述符的本地内存。
图1演示了eDMA模块。
图1.eDMA框图
特征：
eDMA是一种高度可编程的数据传输引擎，可以最大限度地减少主机处理器的干预，它旨在用于要传输的数据大小是静态已知的，而不是在数据包本身中定义的应用程序。eDMA模块的特点：
- 数据移动通过双地址传输：从源地址读取，写入到目标地址：
- 可编程的源地址、目标地址和传输大小，加上支持增强的寻址模式。
- 64通道实现，执行复杂的数据传输和主机处理器最小的干预。
- 内部数据缓冲区，用作临时存储，以支持16和32字节的突发传输。
- 连接到交叉开关总线控制数据移动。
- 传输控制描述符（TCD）被组织为支持两层深的嵌套传输操作。
- 每个通道的32字节TCD存储在本地内存中。
- 由一个小字节传输计数定义的内部数据传输循坏。
- 由一个主迭代计数定义的外部数据传输循坏。
- 通过以下三种方法之一激活通道：
- 显示软件初始化。
- 通过通道对通道链接机制发起连续传输。
- 外设节奏硬件请求（每个通道一个）。
- 固定优先级和轮询通道仲裁。
- 通过可选中断请求报告通道完成情况。
- 每个通道一个中断，可选地在主迭代计数完成时使能 。
- 每个通道的可选错误终止，并在逻辑上加在一起形成一个错误中断到中断控制器。
- 可选支持分散 / 收集DMA处理。
- 支持复杂的数据结构。
- 支持通过软件取消传输。
二、操作方式
eDMA支持以下操作模式。
- Normal mode
在正常模式下，eDMA在源和目标之间直接传输数据。源和目标可以是内存块或能够与eDMA一起操作的I/O块。服务请求启动传输在传输控制描述符（TCD）中指定的特定字节数（NBYTES）。小循环是每个服务请求传输这些NBYTES的读写操作序列。每个服务请求执行主循环的一次迭代，该循环传输NBYTES的数据。
- Debug mode
DMA操作可以在调试模式下通过控制器进行配置：
- 如果CR[EDBG]被清除，DMA继续运行。
- 如果设置了CR[EDBG],则eDMA停止传输数据。如果在通道处于活动状态时进入调试模式，eDMA将继续运行，直到通道退出。
- Wait mode
在进入等待模式之前，DMA尝试完成它当前的传输。传输完成后，设备进入“等待”模式。
三、eDMA初始化
典型的eDMA初始化顺序如下：
- 如果不需要默认配置，则写入CR寄存器。
- 如果需要使用缺省配置以外的配置，则将通道优先级级别写入DCHPRIn寄存器。
- 如果需要，在EEI寄存器中启用错误中断。
- 为每个可能请求服务器的通道写入32字节的TCD。
- 通过ERQ寄存器启用任何硬件服务请求。
- 通过软件（设置TCDn_CSR[START]位）或硬件请求通道服务（从设备使能其eDMA外设请求信号）。
在任何通道请求服务之后，将根据写入程序员模型的仲裁和优先级选择执行通道。eDMA引擎将所选通道的整个TCD，包括TCD控制和状态字段（如表1所示）读入其内部地址路径模块。在读取TCD时，除非检测到配置错误，否则将内部总线上启动第一次传输。从源（由源地址TCDn_SADDR定义）到目的（由目的地址TCDn_DADDR定义）的传输一直持续到传输了指定的字节数（TCDn_NBYTES）。传输完成后，eDMA引擎的本地TCDn_SADDR、TCDn_DADDR和TCDn_CITER被写回主TCD内存，如果启用，则执行任何小环路通道链接。如果主循环耗尽，则在启用后执行进一步的后处理（中断、主循环通道链接和分散/收集操作）。
表1. TCD控制和状态字段
| TCDn_CSR字段名 | 描述 |
| START | 当使用软件发起的DMA服务时，显示启动通道的控制位（由硬件自动清除） |
| ACTIVE | 指示通道当前正在执行的状态位 |
| DONE | 指示主回路完成的状态位（当使用软件发起的DMA服务时由软件清除） |
| D_REQ | 当使用硬件启动的DMA服务时，在主循环完成结束时禁用DMA请求的控制位 |
| BWC | 用于通道带宽控制的节流控制位 |
| E_SG | 控制位使能散聚特性 |
| INT_HALF | 当主循环完成一半时使能中断的控制位 |
| INT_MAJ | 当主循环完成时使能中断的控制位 |
图2 显示了每个DMA请求如何在没有CPU干预的情况下启动一个小循环传输（迭代）。DMA仲裁可以在每个小循环之后发生，并且允许一个级别的小循环DMA抢占。主循环中的小循环的数量由开始迭代计数（BITER）指定。
图2. 多个循环迭代的示例
图3列出了内存数组术语以及TCD设置是如何相互关联的。
图3.内存数组术语
四、eDMA传输
Single request
要在一次激活中执行n字节数据的简单传输，请将主循环设置为1（TCDn_CITER = TCDn_BITER = 1）。在通道服务请求得到确认并选择要执行的通道后开始数据传输。传输完成后，TCDn_CSR[DONE]位被设置，如果正确启用，则会产生中断。
例如，下面的TCD表项配置为传输16字节的数据。eDMA被编程为主循环的一次迭代，每次迭代传输16字节。源内存有一个字节宽的内存端口，位于0x1000目标内存由一个32位宽的端口，位于0x2000。地址偏移量以增量方式编程以匹配传输大小：源一个字节，目标四个字节。最终的源地址和目的地址被调整为返回到它们的起始值。
这将生成以下事件序列：
- 用户写TCDn_CSR[START]位请求通道服务。
- 该通道由仲裁选择进行服务。
- eDMA引擎写：TCDn_CSR[DONE] = 0;TCD_CSR[START] = 0, TCDn_CSR[ACTIVE] = 1。
- eDMA引擎读取：通道TCD数据从本地存储器到内部寄存器文件。
- 源到目的的传输执行如下：
- 从位置0x1000读取字节，从位置0x1001读取字节，从位置0x1002读取字节，从位置0x1003读取字节。
- 将32位写入位置0x2000→小循环的第一次迭代。
- 从位置0x1004读取字节，从位置1005读取字节，从位置0x1006读取字节，从位置0x1007读取字节。
- 将32位写入位置0x2000→小循环的第二次迭代。
- 从位置0x1008读取字节，从位置0x1009读取字节，从0x100A读取字节，从0x100B读取字节。
- 将32位写入位置0x2008→小循环的第三次迭代。
- 从位置0x100C读取字节，从位置0x100D读取字节，从0x100E读取字节，从0x100F读取字节。
- 将32位写入位置0x200C→小循环的最后一次迭代→大循环完成。
- eDMA引擎写：TCDn_SADDR = 0x1000, TCDn_DADDR = 0x2000, TCDn_CITER = 1 (TCDn_BITER)。
- eDMA引擎写:TCDn_CSR[ACTIVE] = 0, TCDn_CSR[DONE] = 1, INT[n] = 1。
- 通道退出，eDMA空闲或服务下一个通道。
Multiple requests
除了通过两个硬件请求传输32字节外，下一个示例与前一个示例相同。唯一改变的字段是主循环迭代计数和最终地址偏移量。eDMA被编程为主循环的两次迭代，每次迭代传输16字节。当通道的硬件请求在ERQ寄存器中启用后，从设备发起通道服务请求。
这将产生以下事件序列：
- 第一个硬件(eDMA外设)请求信道服务。
- 该通道由仲裁选择进行服务。
- eDMA引擎写:TCDn_CSR[DONE] = 0, TCDn_CSR[START] = 0，TCDn_CSR[ACTIVE] = 1。
- eDMA引擎读取:通道TCDn数据从本地存储器到内部寄存器文件。
- 源到目的的传输执行如下:
- 从位置0x1000读取字节，从位置0x1001读取字节，从0x1002，从0x1003读取字节。
- 将32位写入位置0x2000→小循环的第一次迭代。
- 从位置0x1004读取字节，从位置0x1005读取字节，从0x1005读取字节0x1006，从0x1007读取字节。
- 将32位写入位置0x2004→小循环的第二次迭代。
- 从位置0x1008读取字节，从位置0x1009读取字节，从0x100A，从0x100B读取字节。
- 将32位写入位置0x2008→小循环的第三次迭代。
- 从位置0x100C读取字节，从位置0x100D读取字节，从0x100E读取字节，从0x100F读取字节。
- 将32位写入位置0x200C→小循环的最后一次迭代。
- eDMA引擎写:TCDn_SADDR = 0x1010, TCDn_DADDR = 0x2010,TCDn_CITER = 1。
- eDMA引擎写:TCDn_CSR[ACTIVE] = 0。
- 通道退出→主循环的一次迭代。eDMA空闲或服务下一个通道。
- 第二硬件(eDMA外设)请求通道服务。
- 该通道由仲裁选择进行服务。
- eDMA引擎写:TCDn_CSR[DONE] = 0,TCDn_CSR[START] =0,TCDn_CSR[ACTIVE] = 1。
- eDMA引擎读取:通道TCD数据从本地存储器到内部寄存器文件。
- 源到目的的传输执行如下:
- 从位置0x1010读取字节，从位置0x1011读取字节，从0x1012读取字节，从0x1013读取字节。
- 将32位写入位置0x2010→小循环的第一次迭代。
- 从位置0x1014读取字节，从位置0x1015读取字节，从0x1016读取字节，从0x1017读取字节。
- 将32位写入位置0x2014→小循环的第二次迭代。
- 从位置0x1018读取字节，从位置0x1019读取字节，从0x101A读取字节，从0x101B读取字节。
- 将32位写入位置0x2018→小循环的第三次迭代。
- 从位置0x101C读取字节，从位置0x101D读取字节，从0x101E读取字节，从0x101F读取字节。
- 将32位写入位置0x201C→小循环的最后一次迭代→大循环完成。
- eDMA引擎写:TCDn_SADDR = 0x1000, TCDn_DADDR = 0x2000，TCDn_CITER = 2(TCDn_BITER)。
- eDMA引擎写:TCDn_CSR[ACTIVE] = 0, TCDn_CSR[DONE] = 1, INT[n] = 1。
- 通道退出→主循环完成。eDMA空闲或服务于下一个通道。
五、eDMA效果测试
测试SPIQ传输数据时，在不开启eDMA的情况下，如果主程序运行周期小于SPIQ传输周期，会覆盖SPIQ传输的数据，不能完全传输完整的数据串，需要为SPIQ传输增加延时，导致主程序不能按照既定的周期运行，开启eDMA后，传输数据不需要一直占用CPU资源，不影响主程序运行周期，传输完成后自动进入下一个运行周期。
SPIQ在开启eDMA时传输数据效果如下图：
图4.SPIQ开启DMA传输数据效果图
图5.SPIQ不开启DMA传输数据效果图
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