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：

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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。

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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。

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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）。

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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。

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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）。

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总结

特性	SDMA	ADMA
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	低	高
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。