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SDIO EMMC中ADMA和SDMA简介

在SDIO和eMMC技术中,ADMA(Advanced Direct Memory Access)和SDMA(Simple Direct Memory Access)是两种不同的DMA(直接内存访问)模式,用于优化主机控制器与存储器(如eMMC)之间的数据传输效率。以下是它们的核心区别:


1. 架构与寻址能力

  • SDMA(Simple DMA):

    • 使用32位地址空间,仅支持最多4GB物理内存的直接寻址。

    • 需要连续的内存物理地址进行数据传输。如果数据分散在非连续的内存区域,需要多次配置描述符或由CPU介入处理。

    • 描述符结构简单,通常由主机控制器直接读取内存中的物理地址和传输长度。

  • ADMA(Advanced DMA):

    • 支持64位地址空间,可访问更大的物理内存(例如现代大容量存储设备)。

    • 支持非连续内存区域(Scatter-Gather I/O),通过链表或描述符表管理多个分散的数据块,无需CPU干预。

    • 描述符结构更复杂,支持链式或多级描述符,可灵活配置多个数据传输任务。


2. 效率与性能

  • SDMA

    • 在传输分散数据时需要多次初始化DMA操作,导致额外开销。

    • 吞吐量受限于连续内存分配,可能在高负载或复杂场景下成为瓶颈。

  • ADMA

    • 通过单次配置即可完成多个非连续数据块的传输,显著减少CPU中断和配置次数。

    • 支持更高的吞吐量,尤其在处理大文件或随机读写时性能更优。


3. 复杂度与兼容性

  • SDMA

    • 实现简单,兼容性广,常见于早期或低端嵌入式系统。

    • 对主控硬件要求较低,适合资源受限的场景。

  • ADMA

    • 需要更复杂的主机控制器硬件支持(如支持64位地址和描述符链表)。

    • 通常用于高性能eMMC/SD卡控制器(如SD Host Controller v3.0+或eMMC 5.0+标准)。


4. 错误处理

  • SDMA

    • 错误处理较为基础,通常依赖主机控制器的中断机制。

  • ADMA

    • 提供更完善的错误报告机制(如描述符错误状态位),支持更精细的错误恢复流程。


实际应用场景

  • SDMA:适合小规模数据传输或对成本敏感的设备(如低端IoT设备)。

  • ADMA:用于需要高性能和大容量存储的场景(如智能手机、SSD控制器、数据中心存储)。


总结

特性SDMAADMA
地址空间32位(最大4GB)64位(支持超大内存)
内存连续性要求必须连续支持非连续(Scatter-Gather)
吞吐量较低较高
硬件复杂度
适用场景低端嵌入式系统、简单数据传输高性能存储、复杂I/O操作

选择ADMA还是SDMA取决于系统对性能、内存管理复杂度以及硬件成本的要求。现代eMMC控制器(如eMMC 5.1或更高版本)通常优先使用ADMA以发挥其性能优势。

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