STM32H5系列中跟DMA 请求有关的几个寄存器控制位

本文针对 STM32H5 GPDMA 中几个与 DMA 请求有关的寄存器控制位及其相互关系，做些力所能及的解读，供阅读参考。它们分别是下面几个寄存器控制位【或位段】：SWREQ、REQSEL、DREQ、BREQ、PFREQ。

一、 burst 和 block

在解释各类DMA request术语及概念之前，我们有必要对GPDMA中的burst和block先作个简单解读。

1.1     burst：基本传输单位

一个 burst 由多个 beat 组成，一个 beat 对应一次数据传输。其中，一个 burst 传输所包含的beat个数称之为burst长度。通常，GPDMA以BURST为基本传输单位。beat数据宽度由以下字段决定：源宽度：SDW_LOG2目的宽度：DDW_LOG2可以是：1 byte、2 bytes、4 bytes。burst 长度相关字段：源burst 长度：SBL_1 + 1目的burst 长度：DBL_1 + 1burst 主要描述的是：一次性从 source 到 FIFO 拉取的一组数据；一次性从 FIFO 到 destination 推送的一组数据；地址在 burst 结束后如何更新；仲裁与总线访问的节奏；

1.2     block：整块传输任务

一个 block 是当前 DMA传输项中要完成的一整块数据搬运。例如：每个源burst传输的数据长度是16 bytes，且BNDT = 64，则该 block 通常需要 4 个 burst 传输才完成。【注：BNDT是当前 block 要从源端搬运的总字节数。】block 主要描述的是：这一块任务何时算完成；何时产生complete / half-transfer 事件；何时切换到下一LLI；

1.3      block 和 burst 的关系

beat：对应一次数据传输动作。

burst：对应一组数据传输操作，由1次或多次连贯beat动作组成。

block：对应多组burst传输操作。

通常DMA 内部会尽量按 burst 节奏运行，最终以 block 为单位完成目标。

关于 beat、burst、block，不妨打个通俗比方来直观理解。

某人把一卡车停在一堆板砖旁，希望有人把 2000块砖搬到车上。如果把 1块砖对应 1 个字节，那么这 2000 块砖就相当于 DMA 传输里的一个 block，也就是这一整块要完成的数据总量。搬砖我来。我不是一块一块零散地搬，而是每次动手就往车上搬 20块砖。【完成这20块的搬砖过程中不接电话、不刷手机、不找水喝、不歇息。。。】

不过，虽然每次动手的目标是20 块砖，我实际操作并不能“一下子”完成，而是：分4次，每次搬5块。

简单类比下：这里每搬20块砖就对应一个BURST操作，该操作又细分为4次，即4 个beat，burst长度为4 ，每个beat 对应5块砖的搬运。完成 2000 块砖的搬运，就对应完成一个 block 传输。

二、几个跟DMA请求有关的寄存器控制位

2.1    SWREQ

所属寄存器是GPDMA_CxTR2.SWREQ。SWREQ 用来决定这次传输是软件直接触发，还是由外设请求驱动。

SWREQ = 1 表示该传输由软件直接触发，不依赖外设 request 信号，也不涉及外设握手机制，常见于 memory-to-memory。软件说“现在开始搬”，DMA 就按配置执行。

此时 REQSEL、DREQ、BREQ、PFREQ 都被忽略。SWREQ = 0 表示该传输由外设硬件 request 驱动，同时需要结合 REQSEL、DREQ、BREQ、PFREQ 的配置来实现传输。简言之，SWREQ 决定这次传输是“软件直接触发”，还是“由外设请求驱动”。

2.2    REQSEL

所属寄存器：GPDMA_CxTR2.REQSEL。仅当 SWREQ = 0 时有效。当 DMA 由外设硬件 request 驱动时，REQSEL 用来选择当前 DMA 通道要连接并响应的是哪一个外设 request 信号。

也就是说，它回答的是：到底是哪一个外设 request 被选来驱动这条 DMA 传输。例如，它可以选择 uart_rx_dma、spi_tx_dma、i3c1_rx_dma 等。

2.3    DREQ

所属寄存器：GPDMA_CxTR2.DREQ，仅当 SWREQ = 0 时有效。DREQ 用来决定这个外设 request 来自源端还是目的端。DREQ = 0 表示request 来自源外设一侧，典型场景就是常见的peripheral-to-memory。

DREQ = 1表示request 来自目的外设一侧，典型场景就是常见的memory-to-peripheral。简言之，DREQ 决定是哪一端的外设发 request。

2.4    BREQ

所属寄存器：GPDMA_CxTR2.BREQ。仅当 SWREQ = 0 时有效。它不是在定义 burst 或 block，而是在决定外设发来的request，应该按 burst 粒度理解，还是按block 粒度理解。

BREQ = 0 表示这是 burst 级 request，即外设每次发来的 request，对应推进一个 burst 级传输。BREQ = 1 表示这是 block 级 request，外设每次发来 request，对应推进一整块，也就是一个 block 级传输。

何时必须用 BREQ = 1？

STM32H5 手册明确指出，某些请求必须配置为 block request，例如：lptim1_ue_dma 、lptim2_ue_dma、lptim3_ue_dma等。这些场景下若 BREQ 配错，硬件行为可能不符合预期。简言之，BREQ 决定外设 request 管的是“一小段 burst”，还是“一整块 block”的传输。

2.5     PFREQ

所属寄存器：GPDMA_CxTR2.PFREQ。仅当 SWREQ = 0 时有效，且不是所有通道都支持。

PFREQ 用来决定当前block 是否必须等 BNDT 传完才结束，还是允许外设提前通知结束。

PFREQ = 0 表示普通模式，即非外设流控模式，此时DMA 按自己的配置规则，尤其计数规则实现搬运。通常 BNDT= 0 时，block传输才告完成。

PFREQ = 1 表示进入 peripheral flow-control mode。

此时，当前block 不一定非要等 BNDT = 0，外设可以提前通知“这块传输已经结束了”。

简言之，PFREQ 决定当前 block 是否允许由外设提前结束传输。至于early termination，它是PFREQ = 1 模式下的具体行为。

发生early termination 时，当前block 被视为完成，BNDT 可能不为0。手册给出的支持early termination 的请求包括：i3c1_rx_dmai3c2_rx_dma（部分器件限制）基于上面内容，我做了一张表，用于对比理解。

三、几个典型场景时请求配置

3.1     memory-to-memory

配置特点：SWREQ   = 1其余DREQ、BREQ 、PFREQ 、REQSEL 均被忽略。软件直接发起DMA搬运请求，从而实施数据从源端到目的端的搬运，不依赖外设request。

3.2     peripheral-to-memory

配置特点：SWREQ      = 0REQSEL      = uart_rx_dma；例如 UART RXDREQ      = 0BREQ      = 0（通常）PFREQ      = 0源外设发request，DMA 根据请求将源端数据搬运到目的端。

3.3     memory-to-peripheral

配置特点：SWREQ      = 0REQSEL      = uart_tx_dma / spi_tx_dma ；例如 UART TX / SPI TXDREQ      = 1BREQ =0（通常）PFREQ      = 0目的外设发 request，DMA 根据请求将源端数据搬运至目的端。

3.4  peripheral flow-control + early termination

配置特点：SWREQ      = 0REQSEL      = i3c1_rx_dma，例如 I3C RXDREQ      = 0PFREQ      = 1相关通道、相关 DMA 请求都必须支持 PFREQ = 1 的外设流控模式。

该传输仍由外设硬件 request 驱动；当前 block 在 BNDT 未递减到 0 的情况下，外设可以提前通知该 block 结束。不过，该模式仅支持 peripheral-to-memory。

四、容易误解的几点

4.1     SWREQ = 1 时还需要关心 DREQ/BREQ/PFREQ 吗？

不需要。这时根本不走外设 request 机制。

4.2     BREQ = 1 是否等于外设流控？

不等于。BREQ决定一次外设 request 是按 burst 级还是按 block 级来理解和响应，而PFREQ 才控制当前 block 是否允许外设提前结束。

4.3     PFREQ 是否会改变 burst 大小？

不会。PFREQ 只影响 block 的结束条件。

4.4     STM32H5 GPDMA 支持 memory-to-peripheral 吗？

支持。但限于普通模式，即非外设流控模式。 PFREQ = 1 时，仅支持 peripheral-to-memory，不支持 memory-to-peripheral。

五、小结

SWREQ：决定是软件还是硬件来触发传输；

DREQ：决定哪一端外设发 request；

REQSEL：决定选哪一路外设 request；

BREQ：决定一次外设 request 是按 burst 级还是 block 级理解 和响应；

PFREQ：决定这一整块能不能让外设提前结束；

个人以为，了解上面DMA 相关术语和基本概念还是有必要的，只有把 beat、burst、block 这些传输层级，以及 SWREQ、DREQ、BREQ、PFREQ 这类DMA请求术语真正理解清楚后，我们才可能在 STM32 DMA 应用中，真正明白一条数据流是谁在驱动、按多大粒度推进、以什么节奏传输、在什么条件下结束。

OK，今天的话题就聊到这里。