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ANALOG DMA Questo articolo spiega casi d’uso, vantaggi e svantaggi dell’utilizzo dell’accesso diretto alla memoria (Direct Memory Access, DMA) nella programmazione dei sistemi embedded. L’articolo descrive come il DMA interagisce con le periferiche e i moduli di memoria per un funzionamento più efficiente delle CPU, presentando anche le diverse architetture di accesso al bus DMA e i vantaggi di ognuna Accelerare il monitoraggio periferico nei dispositivi indossabili a basso consumo mediante DMA Brandon Hurst Hardware/Embedded Firmware Engineer Analog Devices Un compito (task) comune nei sistemi embedded è la gestione degli input esterni, che può comportare uno sforzo computazionale inutile per il processore, man- tenendo il sistema in active power mode per periodi più lunghi e causando tempi di risposta più lenti. Un mi- crocontrollore con accesso diretto alla memoria (DMA) può costituire la soluzione migliore per ottimizzare il consumo energetico, mantenere risposte rapide agli eventi e gestire continui flussi di dati. Direct Memory Access (DMA) Nelle applicazioni di sistema che coinvolgono perife- riche, molti sono i punti critici in cui un microproces- sore può essere rallentato. Ad esempio, quando si ge- stisce un ADC che invia di continuo dati, un processore può essere interrotto così frequentemente da avere difficoltà a svolgere altri task. Il DMA è un metodo per spostare i dati e ridurre al minimo il coinvolgimento del processore nel caso di ingenti o rapidi flussi di dati. Si può pensare al controller DMA come a un coproces- sore il cui unico scopo è interagire con la memoria e le periferiche. Ciò consente al processore principale di gestire con successo una periferica esigente, di con- centrarsi su un’altra attività o addirittura di andare in modalità sleep e risparmiare energia mentre le tran- sazioni di dati avvengono in background. Ad esempio, sulle architetture Arm, un modulo DMA può funziona- re in modalità LP2 (sleep) o LP3 (run). Ciò può offrire un netto vantaggio nelle applicazioni che richiedono una maggiore durata della batteria, come gli hub di sensori wearable e gli smart watch. Pro e Contro Il DMA è utile in molti sistemi digitali e talvolta è ne- cessario per gestire grandi quantità di traffico dati sul bus. È sempre stato utilizzato nelle schede di rete, nelle schede grafiche e persino in alcuni dei PC IBM originali. Detto questo, l’incorporazione del DMA in un progetto implica alcuni compromessi. Vantaggi e svantaggi legati all’uso del DMA sono riassunti nelle tabelle 1 e 2. ELETTRONICA OGGI 509 - APRILE 2023 24