DMA方式和通道方式.ppt

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1、6.6直接存储器存取（DMA）一、基本概念DMA(DirectMemoryAccess)直接存储器存取在主存储器和外设之间直接进行数据交换，不需要CPU的程序干预。通过专门的硬件装置——DMA控制器（DMAC）来进行控制，并借用系统总线作为信息的传送通道。除事先设置DMAC需要CPU介入外，一旦启动DMA传送，则完全由硬件自动操作完成，整个传送过程不再需要CPU的干预。在微机系统中，DMAC有双重身份：在CPU掌管总线时，它是总线上的被控设备（I/O设备），CPU可以对它进行I/O读和I/O写；在DMAC接管总线时，它是总线的主控设备，通过系统总线来控制存储器和

2、外设直接进行数据交换。2一、基本概念DMA的适用场合高速外设（当外设的速度接近或超过一条指令的处理速度）用于磁盘、磁带、光盘等外存储设备的接口用于网络通信接口用于动态存储器的刷新用于高速数据采集接口3二、DMA的传送方式周期挪用方式当DMA要求访问主存时，如果CPU也要访问主存，则CPU暂时停顿一个存储周期。一个数据结束后，CPU立即继续运行。也称单字传送方式。适用：主存储器工作速度高出I/O设备较多时。可以提高主存的时间利用率，对CPU程序执行的影响较小。CPU访存读盘（写盘）周期挪用CPU处理内部事务DMA访存主存工作时间t4二、DMA的传送方式CPU暂停访

3、问方式当DMA传送数据时，CPU停止工作，把主存使用权交给DMA控制逻辑。在这批数据传送结束后，DMA再交还主存使用权。也称成组传送方式。适用：I/O设备的数据传输率接近主存储器的工作速度。读盘（写盘）CPU访存DMA访存可供CPU访问DMA工作可供CPU访问读盘（写盘）t主存工作时间5二、DMA的传送方式3.DMA与CPU交替访存方式“透明的DMA方式”适用：外设的工作周期接近主存的存取周期CPU访存DMA访存1234…………主存工作时间t6三、DMA接口组成主存地址寄存器块长计数器设备数据地址寄存器命令／状态寄存器数据缓冲寄存器DMA控制逻辑中断控制逻辑端口

4、译码DMA接口负责申请、控制总线，控制DMA传送DMA接口的基本模型（图6.39）7三、DMA接口组成中断逻辑DMA逻辑数据块长计数器端口译码命令状态寄存器数据缓冲寄存器主存地址寄存器设备数据地址寄存器…外设-11中断向量ABDB中断请求中断应答DMA请求DMA应答MMRDMMWR8四、DMA过程包括：1初始化、2DMA传送、3结束处理。初始化，包括：中断初始化（设置中断向量，允许中断等）对DMA接口设置参数：主存缓冲区首地址传送的数据块长度外设地址启动命令及传送方向设置中断向量消除屏蔽位开中断CPU内存首地址=>接口主存地址寄存器外设数据地址=>接口外设地址

5、寄存器数据块长度=>接口块长计数器读/写及启动命令=>接口命令寄存器启动磁盘中断初始化DMA初始化DMA接口9四、DMA过程DMA传送（以输入为例）DMA请求当输入数据已准备好，接口缓冲寄存器已满时，接口通过DMA请求逻辑向CPU发DMA请求；DMA响应CPU接到DMA请求，在当前内存周期结束后，将总线输出端置成高阻态，发出DMA应答信号，将总线控制权交给DMA控制器DMA访问内存接口接到应答信号后，接管总线使用权，将接口中主存地址送地址总线，将存储器读写信号送控制总线，完成一次数据传送。每次DMA传送后，接口中主存地址自增(或自减),数据块长度减1完成一次传送

6、后，清除DMA请求信号，准备好下一批时，再发DMA请求信号。重复直至传送结束。DMA接口组成10DMA访问内存CPU访问内存中断应答中断请求一批数据读写完毕磁盘中断处理程序IRET一条指令执行结束中断向量当前内存周期结束DMA应答DMA访问内存CPU访问内存DMA请求数据寄存器满当前内存周期结束DMA应答读盘柱面符合？扇区符合？NNCPU访问内存读盘DMA请求数据寄存器满其它任何程序磁盘寻址DMA接口CPU11四、DMA过程结束处理数据块传送完毕后，发中断请求信号，CPU进行中断处理。（重新初始化或中止DMA操作）DMA接口组成12五、DMA方式特点(与中断方式

7、对比)DMA方式的并行性比中断方式更高；仅初始化和结束处理需CPU干预DMA传送无需程序切换、程序控制；DMA方式主要是靠硬件来实现数据传送；CPU响应DMA请求在CPU周期结束后，而响应中断是在当前指令周期结束后；DMA方式中存在CPU与DMA接口之间内存访问权和总线控制权的频繁转换；DMA只能完成数据传送，不能像中断那样实现各种处理功能。136.7I/O通道控制方式程序查询方式、程序中断、DMA有共同特点：1、都需要CPU的介入程序查询：完全介入；中断：需要CPU介入，但CPU可做其他事务；DMA：在传输开始和结束时介入。2、都需要接口硬件支持程序查询：最简

8、单的硬件；中断：需增加中