STM32H7的MDMA、DMA2D和通用DMA性能比较
- MDMA测试
- 初始化MDMA
- 数据传输（DWT单位2.5n）
- DMA2D
- DMA2D初始化
- 数据传输
- DMA
- 最终结论（参考armfly）
MDMA，DMA2D 和每个都测试了四种情况：
◆ 64 位带宽的 AXI SRAM 内部做 64KB 数据传输。
◆ 32 位带宽的 D2 域 SRAM1 内部 64KB 数据传输。
◆ AXI SRAM 向 SDRAM 传输 64KB 的数据传输。
◆ 32 位带宽的 SDRAM 内部做 64KB 数据传输。
MDMA：
在 D1 域，支持 64 位带宽的 DMA 数据传输。
DMA2D：
在 D1 域，主要用图形 2D 加速。
DMA1 和 DMA2：
在 D2 域，支持 32 位带宽的 DMA 数据传输。
MDMA测试
采用块传输，源地址和目的地址都是 64bit 数据传输，并设置 16beat 突发，也就是
连续传输 16 组 64bit 数据。
初始化MDMA
__HAL_RCC_MDMA_CLK_ENABLE();
MDMA_Handle.Instance = MDMA_Channel0;
/* MDMA配置 **********************************************************************/
__HAL_RCC_MDMA_CLK_ENABLE();
MDMA_Handle.Instance = MDMA_Channel0;
MDMA_Handle.Init.Request = MDMA_REQUEST_SW; /* 软件触发 */
MDMA_Handle.Init.TransferTriggerMode = MDMA_BLOCK_TRANSFER; /* 块传输 */
MDMA_Handle.Init.Priority = MDMA_PRIORITY_HIGH; /* 优先级高*/
MDMA_Handle.Init.Endianness = MDMA_LITTLE_ENDIANNESS_PRESERVE; /* 小端 */
MDMA_Handle.Init.SourceInc = MDMA_SRC_INC_DOUBLEWORD; /* 源地址自增，双字，即8字节 */
MDMA_Handle.Init.DestinationInc = MDMA_DEST_INC_DOUBLEWORD; /* 目的地址自增，双字，即8字节 */
MDMA_Handle.Init.SourceDataSize = MDMA_SRC_DATASIZE_DOUBLEWORD; /* 源地址数据宽度双字，即8字节 */
MDMA_Handle.Init.DestDataSize = MDMA_DEST_DATASIZE_DOUBLEWORD; /* 目的地址数据宽度双字，即8字节 */
MDMA_Handle.Init.DataAlignment = MDMA_DATAALIGN_PACKENABLE; /* 小端，右对齐 */
MDMA_Handle.Init.SourceBurst = MDMA_SOURCE_BURST_16BEATS; /* 源数据突发传输，SourceBurst*SourceDataSize < BufferTransferLength*/
MDMA_Handle.Init.DestBurst = MDMA_DEST_BURST_16BEATS; /* 目的数据突发传输，DestBurst*DestDataSize < BufferTransferLength */
MDMA_Handle.Init.BufferTransferLength = 128; /* 每次传输128个字节 */
MDMA_Handle.Init.SourceBlockAddressOffset = 0; /* 用于block传输，地址偏移0 */
MDMA_Handle.Init.DestBlockAddressOffset = 0; /* 用于block传输，地址偏移0 */
/* 初始化MDMA */
if(HAL_MDMA_Init(&MDMA_Handle) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
/* 设置传输完成回调和中断及其优先级配置 */
HAL_MDMA_RegisterCallback(&MDMA_Handle, HAL_MDMA_XFER_CPLT_CB_ID, MDMA_TransferCompleteCallback);
HAL_NVIC_SetPriority(MDMA_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(MDMA_IRQn);
//配置中断
void MDMA_IRQHandler(void)
{
HAL_MDMA_IRQHandler(&MDMA_Handle);
}
static void MDMA_TransferCompleteCallback(MDMA_HandleTypeDef *hmdma)
{
TransferCompleteDetected = 1;
}
需要注意的是
◆ 第 1 行，务必优先初始化 MDMA 时钟，测试发现没有使能时钟的情况下就配置 MDMA 很容易失败。
◆ 第 14-15 行，突发传输的配置非常考究，每次突发传输的总数据大小不能超过 128 字节。
对于源地址就是 SourceBurst * SourceDataSize <= BufferTransferLength。
对于目的地址就是 DestBurstDestDataSize <= BufferTransferLength。
比如当前的程序配置：
SourceBurst * SourceDataSize = 168 =128 字节
DestBurstDestDataSize = 168 =128 字节
这里要特别注意一点，如果实际应用中最好小于 BufferTransferLength，防止不稳定。
数据传输（DWT单位2.5n）
/* AXI SRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_MDMA_Start_IT(&MDMA_Handle,
(uint32_t)0x24000000,
(uint32_t)(0x24000000 + 64*1024),
64*1024,
1);
start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
//64*1024/(cnt/400/1000/1000)/1024/1024 = 64*1000*1000*400/1024/cnt = 25000000/cnt
printf("MDMA---AXI SRAM内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* D2域SRAM1的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_MDMA_Start_IT(&MDMA_Handle,
(uint32_t)0x30000000,
(uint32_t)(0x30000000 + 64*1024),
64*1024,
1);
start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("MDMA---D2域SRAM1内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* AXI SRAM向SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_MDMA_Start_IT(&MDMA_Handle,
(uint32_t)0x24000000,
(uint32_t)0xC0000000,
64*1024,
1);
start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("MDMA---AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_MDMA_Start_IT(&MDMA_Handle,
(uint32_t)0xC0000000,
(uint32_t)(0xC0000000 + 64*1024),
64*1024,
1);
start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("MDMA---SDRAM内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
DMA2D
DMA2D初始化
配置 DMA2D 采用存储器到存储器模式，前景区和输出区都采用 ARGB8888 格式，传输 64256 次，每次 4 字节，即 64256*4 = 64KB 数据。
__HAL_RCC_DMA2D_CLK_ENABLE();
/* DMA2D采用存储器到存储器模式, 这种模式是前景层作为DMA2D输入 */
DMA2D->CR = 0x00000000UL;
DMA2D->FGOR = 0;
DMA2D->OOR = 0;
/* 前景层和输出区域都采用的RGB565颜色格式 */
DMA2D->FGPFCCR = LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB8888;
DMA2D->OPFCCR = LTDC_PIXEL_FORMAT_ARGB8888;
DMA2D->NLR = (uint32_t)(64 << 16) | (uint16_t)256;
数据传输
/* AXI SRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)0x24000000;
DMA2D->OMAR = (uint32_t)(0x24000000 + 64*1024);
DMA2D->CR |= DMA2D_CR_START;
start = DWT_CYCCNT;
/* 等待DMA2D传输完成 */
while (DMA2D->CR & DMA2D_CR_START) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("DMA2D---AXI SRAM内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* D2域SRAM1的64KB数据传输测试 ***********************************************/
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)0x30000000;
DMA2D->OMAR = (uint32_t)(0x30000000 + 64*1024);
DMA2D->CR |= DMA2D_CR_START;
start = DWT_CYCCNT;
/* 等待DMA2D传输完成 */
while (DMA2D->CR & DMA2D_CR_START) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("DMA2D---D2域SRAM1内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* AXI SRAM向SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)0x24000000;
DMA2D->OMAR = (uint32_t)0xC0000000;
DMA2D->CR |= DMA2D_CR_START;
start = DWT_CYCCNT;
/* 等待DMA2D传输完成 */
while (DMA2D->CR & DMA2D_CR_START) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("DMA2D---AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
DMA2D->FGMAR = (uint32_t)0xC0000000;
DMA2D->OMAR = (uint32_t)(0xC0000000 + 64*1024);
DMA2D->CR |= DMA2D_CR_START;
start = DWT_CYCCNT;
/* 等待DMA2D传输完成 */
while (DMA2D->CR & DMA2D_CR_START) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("DMA2D---SDRAM内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
DMA
程序代码如下，采用存储区到存储区传输方式，源地址和目的地址都是 32bit 数据传输，并设置 4beat突发，也就是连续传输 4 组 32bit 数据。
__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
DMA_Handle.Instance = DMA1_Stream1;
DMA_Handle.Init.Request = DMA_REQUEST_MEM2MEM;
DMA_Handle.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_MEMORY;
DMA_Handle.Init.PeriphInc = DMA_PINC_ENABLE;
DMA_Handle.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
DMA_Handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
DMA_Handle.Init.MemDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
DMA_Handle.Init.Mode = DMA_NORMAL;
DMA_Handle.Init.Priority = DMA_PRIORITY_VERY_HIGH;
DMA_Handle.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_ENABLE;
DMA_Handle.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL;
DMA_Handle.Init.MemBurst = DMA_MBURST_INC4; /*WORD方式，仅支持4次突发 */
DMA_Handle.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_INC4; /*WORD方式，仅支持4次突发 */
DMA_Handle.XferCpltCallback = DMA_TransferCompleteCallback;
HAL_DMA_Init(&DMA_Handle);
HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Stream1_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream1_IRQn);
void DMA1_Stream1_IRQHandler(void)
{
HAL_DMA_IRQHandler(&DMA_Handle);
}
static void DMA_TransferCompleteCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
TransferCompleteDetected = 1;
}
第 1 行，务必优先初始化 DMA 时钟，测试发现没有使能时钟的情况下就配置 DMA 很容易失败。
第 14-15 行，突发传输的配置非常考究，这里要特别注意数据位宽，FIFO 以及突发的配置。
HAL_DMA_Start_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)0x24000000, (uint32_t)(0x24000000 + 64*1024), 64*256);
start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
//64*1024/(cnt/400/1000/1000)/1024/1024 = 64*1000*1000*400/1024/cnt = 25000000/cnt
printf("DMA1---AXI SRAM内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* D2域SRAM1的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_DMA_Start_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)0x30000000, (uint32_t)(0x30000000 + 64*1024), 64*256);
start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("DMA1---D2域SRAM1内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* AXI SRAM向SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_DMA_Start_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)0x24000000, (uint32_t)0xC0000000, 64*256);
start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("DMA1---AXI SRAM传输64KB数据到SDRAM耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
/* SDRAM的64KB数据传输测试 ***********************************************/
TransferCompleteDetected = 0;
HAL_DMA_Start_IT(&DMA_Handle, (uint32_t)0xC0000000, (uint32_t)(0xC0000000 + 64*1024), 64*256);
start = DWT_CYCCNT;
while(TransferCompleteDetected == 0) {}
end = DWT_CYCCNT;
cnt = end - start;
printf("DMA1---SDRAM内部互传64KB数据耗时 = %dus %dMB/S\r\n", cnt/400, 25000000/cnt);
最终结论（参考armfly）
