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直接存儲器存取
鎖定
- 中文名
- 直接存儲器存取
- 外文名
- Direct Memory Access
- 別 名
- 成組數據傳送方式
- 簡 稱
- DMA
直接存儲器存取工作原理
一個設備接口試圖通過總線直接向另一個設備發送數據(一般是大批量的數據),它會先向CPU發送DMA請求信號。外設通過DMA的一種專門接口電路――DMA控制器(DMAC),向CPU提出接管總線控制權的總線請求,CPU收到該信號後,在當前的總線週期結束後,會按DMA信號的優先級和提出DMA請求的先後順序響應DMA信號。CPU對某個設備接口響應DMA請求時,會讓出總線控制權。於是在DMA控制器的管理下,外設和存儲器直接進行數據交換,而不需CPU干預。數據傳送完畢後,設備接口會向CPU發送DMA結束信號,交還總線控制權。
實現DMA傳送的基本操作如下:
(1)外設可通過DMA控制器向CPU發出DMA請求:
(2)CPU響應DMA請求,系統轉變為DMA工作方式,並把總線控制權交給DMA控制器;
(4)執行DMA傳送;
(5)DMA操作結束,並把總線控制權交還CPU。
直接存儲器存取工作過程
DMA的工作過程大致如下:
①當外設準備好,可以進行DMA傳送時,外設向DMA控制器發出DMA傳送請求信號DREQ;
③CPU在完成當前總線週期後會立即對HOLD信號進行響應。響應包括兩個方面:一是CPU將數據總線、地址總線和相應的控制信號線均置為高阻態,由此放棄對總線的控制權。另一方面,CPU向DMA控制器發出“總線響應”信號HLDA;
④DMA控制器收到HLDA信號後,就開始控制總線,並向外設發出DMA響應信號
;
⑤DMA控制器送出地址信號和相應的控制信號,實現外設與內存或內存與內存之間的直接數據傳送。例如,在地址總線上發出存儲器的地址,向存儲器發出寫信號
,同時向外設發出I/o地址、
和AEN信號,即可從外設向內存傳送一個字節;
⑥DMA控制器自動修改地址和字節計數器,並據此判斷是否需要重複傳送操作。規定的數據傳送完後,DMA控制器就撤銷發往CPU的HOLD信號。CPU檢測到HOLD失效後,緊接着撤銷HLDA信號,並在下一時鐘週期重新開始控制總線,繼續執行原來的程序。
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直接存儲器存取特點
DMA方式具有下列特點:
①改變了主存與CPU的固定聯繫,主存既可被CPU訪問,又可被外設訪問;
②在數據塊傳送時,主存地址的確定、傳送數據的計數等都由硬件電路直接實現;
③主存中要開闢專用緩衝區,及時供給和接收外設的數據;
④CPU和外設並行工作,提高了系統的效率;
直接存儲器存取使用場所
DMA的適用場合有下述幾種:
②快速通信通道I/O。例如,光導纖維通信鏈路,DMAC可以用來作為計算機系統和快速通信通道之間的接口,例如,作為同步通信數據的發送和接收,以便提高響應時間,支持較高的數據傳輸速率,並使CPU脱離出來做其他工作。
③多處理機和多程序數據塊傳送。對於多處理機結構,通過DMAC控制數據傳送,可以較容易地實現專用存儲器和公用存儲器之間的數據傳送,對多任務應用、頁式調度和任務調度都需要傳送大量的數據。因此,採用DMA方式可以提高數據傳輸速度。
④掃描操作。在圖像處理中,對CRT屏幕送數據,也可以採用DMA方式。
⑤快速數據採集。當要採集的數據量很大,而且數據是以密集突發的形式出現時,例如對波形的採集,此時採用DMA方式可能是最好的方法,它能滿足響應時間和數據傳輸率的要求。