DMA有什么优点?

2024-05-13

1. DMA有什么优点?

DMA 是所有现代电脑的重要特色,他允许不同速度的硬件装置来沟通,而不需要依于CPU的大量 中断负载。否则,CPU 需要从 来源 把每一片段的资料复制到暂存器,然后把他们再次写回到新的地方。在这个时间中,CPU 对于其他的工作来说就无法使用。
DMA 传输将一个内存区从一个装置复制到另外一个, CPU 初始化这个传输动作,传输动作本身是由 DMA控制器来实行和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存去。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延,反而可以被重新排程去处理其他的工作。DMA 传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。
DMA传送方式有3种:单元传送方式、块传送方式和on-the-fly传送方式。与外部DMA请求/应答协议不同的是,DMA传送方式定义了每次传送读/写的单元数,如表所示。
DMA传送方式表
1、单元传送方式(单字节传送方式)
单元传送方式意味着每个DMA请求对应一对DMA读/写周期,即1个单元读,然后1个单元写。
2、块传送方式(连续传送方式)
块传送方式意味着在连续4个字的DMA写周期前有连续的4个字的DMA读周期,即4个字突发读,然后4个字突发写,因此传输的数据个数应该是16字节的倍数。
3、on-the-fly传送方式(请求传送方式)
在on-the-fly传送方式下DMA读/写可以同时进行。DMA应答信号通知外部设备去读或者写。同时,存储控制器将产生与读/写相关的控制信号给外部存储器。如果外部设备能够支持on-the-fly传送方式,将会使得外设的数据传输速率大大地增加。

DMA有什么优点?

2. DMA是起什么作用?

简单地说是:控制是硬盘内部的控制读写,这样有利于减轻CPU负担,加快读取速度\x0d\x0a\x0d\x0a复杂点,专业点:\x0d\x0aDirectMemoryAccess(存储器直接访问)。这是指一种高速的数据传输操作,允许在外部设备和存储器之间直接读写数据,既不通过CPU,也不需要CPU干预。整个数据传输操作在一个称为"DMA控制器"的控制下进行的。CPU除了在数据传输开始和结束时做一点处理外,在传输过程中CPU可以进行其他的工作。这样,在大部分时间里,CPU和输入输出都处于并行操作。因此,使整个计算机系统的效率大大提高。\x0d\x0a\x0d\x0aDMA的概念:DMA是在专门的硬件(DMA)控制下,实现高速外设和主存储器之间自动成批交换数据尽量减少CPU干预的输入/输出操作方式。通常有两种方式:\x0d\x0a◎独占总线方式◎周期挪用方式\x0d\x0a(2)DMA的组成:\x0d\x0a◎主存地址寄存器\x0d\x0a◎数据数量计数器\x0d\x0a◎DMA的控制/状态逻辑\x0d\x0a◎DMA请求触发器\x0d\x0a◎数据缓冲寄存器\x0d\x0a◎中断机构\x0d\x0a(3)DMA的传送数据的过程:由三个阶段组成\x0d\x0a◎传送前的预处理:由CPU完成以下步骤\x0d\x0a向DMA卡送入设备识别信号,启动设备,测试设备运行状态,送入内存地址初值,传送数据个数,DMA的功能控制信号。\x0d\x0a◎数据传送:在DMA卡控制下自动完成\x0d\x0a◎传送结束处理\x0d\x0aDMA卡上应包括通用接口卡的全部组成部分,并多出如下内容:\x0d\x0a主存地址寄存器,传送字数计数器,DMA控制逻辑,DMA请求,DMA响应,DMA工作方式,DMA优先级及排队逻辑等\x0d\x0a\x0d\x0a一次完整的DMA传送过程:\x0d\x0aDMA预处理,CPU向DMA送命令,如DMA方式,主存地址,传送的字数等,之后CPU执行原来的程序\x0d\x0a\x0d\x0aDMA控制在I/O设备与主存间交换数据:\x0d\x0a准备一个数据,向CPU发DMA请求,取得总线控制权,进行数据传送,修改卡上主存地址,修改字数计数器内且检查其值是否为零,不为零则继续传送,若已为零,则向CPU发中断请求.\x0d\x0a\x0d\x0aDMA技术的弊端:\x0d\x0a因为DMA允许外设直接访问内存,从而形成对总线的独占。\x0d\x0a这在实时性强的硬实时系统的嵌入式开发中将会造成中断延时过长。这在军事等系统中是不允许的。

3. “DMA”是什么意思?

DMA的英文拼写是“Direct Memory Access”,汉语的意思就是直接内存访问,是一种不经过CPU而直接从内存了存取数据的数据交换模式。PIO模式下硬盘和内存之间的数据传输是由CPU来控制的;而在DMA模式下,CPU只须向DMA控制器下达指令,让DMA控制器来处理数的传送,数据传送完毕再把信息反馈给CPU,这样就很大程度上减轻了CPU资源占有率。DMA模式与PIO模式的区别就在于,DMA模式不过分依赖CPU,可以大大节省系统资源,二者在传输速度上的差异并不十分明显。DMA模式又可以分为Single-Word DMA(单字节DMA)和Multi-Word DMA(多字节DMA)两种,其中所能达到的最大传输速率也只有16.6MB/s直接存储器存取(DMA)控制器是一种在系统内部转移数据的独特外设,可以将其视为一种能够通过一组专用总线将内部和外部存储器与每个具有DMA能力的外设连接起来的控制器。它之所以属于外设,是因为它是在处理器的编程控制下来执行传输的。值得注意的是,通常只有数据流量较大(kBps或者更高)的外设才需要支持DMA能力,这些应用方面典型的例子包括视频、音频和网络接口。 一般而言,DMA控制器将包括一条地址总线、一条数据总线和控制寄存器。高效率的DMA控制器将具有访问其所需要的任意资源的能力,而无须处理器本身的介入,它必须能产生中断。最后,它必须能在控制器内部计算出地址。 一个处理器可以包含多个DMA控制器。每个控制器有多个DMA通道,以及多条直接与存储器站(memory bank)和外设连接的总线,如图1所示。在很多高性能处理器中集成了两种类型的DMA控制器。第一类通常称为“系统DMA控制器”,可以实现对任何资源(外设和存储器)的访问,对于这种类型的控制器来说,信号周期数是以系统时钟(SCLK)来计数的,以ADI的Blackfin处理器为例,频率最高可达133MHz。第二类称为内部存储器DMA控制器(IMDMA),专门用于内部存储器所处位置之间的相互存取操作。因为存取都发生在内部(L1-L1、L1-L2,或者L2-L2),周期数的计数则以内核时钟(CCLK)为基准来进行,该时钟的速度可以超过600MHz。 每个DMA控制器有一组FIFO,起到DMA子系统和外设或存储器之间的缓冲器的作用。对于MemDMA(Memory DMA)来说,传输的源端和目标端都有一组FIFO存在。当资源紧张而不能完成数据传输的话,则FIFO可以提供数据的暂存区,从而提高性能。 因为你通常会在代码初始化过程中对DMA控制器进行配置,内核就只需要在数据传输完成后对中断做出响应即可。你可以对DMA控制进行编程,让其与内核并行地移动数据,而同时让内核执行其基本的处理任务—那些应该让它专注完成的工作。

“DMA”是什么意思?

4. 什么是DMA方式?

DMA 是所有现代电脑的重要特色,他允许不同速度的硬件装置来沟通,而不需要依于 CPU 的大量 中断 负载。否则,CPU 需要从 来源 把每一片段的资料复制到 暂存器,然后把他们再次写回到新的地方。在这个时间中,CPU 对于其他的工作来说就无法使用。 DMA 传输重要地将一个内存区从一个装置复制到另外一个。当 CPU 初始化这个传输动作,传输动作本身是由 DMA 控制器 来实行和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存去。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延,反而可以被重新排程去处理其他的工作。DMA 传输对于高效能 嵌入式系统 算法和网络是很重要的。 
  在实现DMA传输时,是由DMA控制器直接掌管总线,因此,存在着一个总线控制权转移问题。即DMA传输前,CPU要把总线控制权交给DMA控制器,而在结束DMA传输后,DMA控制器应立即把总线控制权再交回给CPU。  
DMA
一个完整的DMA传输过程必须经过下面的4个步骤。
1.DMA请求
  CPU对DMA控制器初始化,并向I/O接口发出操作命令,I/O接口提出DMA请求。
2.DMA响应
  DMA控制器对DMA请求判别优先级及屏蔽,向总线裁决逻辑提出总线请求。当CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权。此时,总线裁决逻辑输出总线应答,表示DMA已经响应,通过DMA控制器通知I/O接口开始DMA传输。
3.DMA传输
  DMA控制器获得总线控制权后,CPU即刻挂起或只执行内部操作,由DMA控制器输出读写命令,直接控制RAM与I/O接口进行DMA传输。
  在DMA控制器的控制下,在存储器和外部设备之间直接进行数据传送,在传送过中不需要中央处理器的参与。开始时需提供要传送的数据的起始位置和数据长度。
4.DMA结束
  当完成规定的成批数据传送后,DMA控制器即释放总线控制权,并向I/O接口发出结束信号。当I/O接口收到结束信号后,一方面停 止I/O设备的工作,另一方面向CPU提出中断请求,使CPU从不介入的状态解脱,并执行一段检查本次DMA传输操作正确性的代码。最后,带着本次操作结果及状态继续执行原来的程序。
  由此可见,DMA传输方式无需CPU直接控制传输,也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程,通过硬件为RAM与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路,使CPU的效率大为提高。

5. DMA有什么优点?

DMA 是所有现代电脑的重要特色,他允许不同速度的硬件装置来沟通,而不需要依于CPU的大量 中断负载。否则,CPU 需要从 来源 把每一片段的资料复制到暂存器,然后把他们再次写回到新的地方。在这个时间中,CPU 对于其他的工作来说就无法使用。
DMA 传输将一个内存区从一个装置复制到另外一个, CPU 初始化这个传输动作,传输动作本身是由 DMA控制器来实行和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存去。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延,反而可以被重新排程去处理其他的工作。DMA 传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。
DMA传送方式有3种:单元传送方式、块传送方式和on-the-fly传送方式。与外部DMA请求/应答协议不同的是,DMA传送方式定义了每次传送读/写的单元数,如表所示。
DMA传送方式表
1、单元传送方式(单字节传送方式)
单元传送方式意味着每个DMA请求对应一对DMA读/写周期,即1个单元读,然后1个单元写。
2、块传送方式(连续传送方式)
块传送方式意味着在连续4个字的DMA写周期前有连续的4个字的DMA读周期,即4个字突发读,然后4个字突发写,因此传输的数据个数应该是16字节的倍数。
3、on-the-fly传送方式(请求传送方式)
在on-the-fly传送方式下DMA读/写可以同时进行。DMA应答信号通知外部设备去读或者写。同时,存储控制器将产生与读/写相关的控制信号给外部存储器。如果外部设备能够支持on-the-fly传送方式,将会使得外设的数据传输速率大大地增加。

DMA有什么优点?

6. DMA是起什么作用?

简单地说是:控制是硬盘内部的控制读写,这样有利于减轻CPU负担,加快读取速度

复杂点,专业点:
Direct Memory Access(存储器直接访问)。这是指一种高速的数据传输操作,允许在外部设备和存储器之间直接读写数据,既不通过CPU,也不需要CPU干预。整个数据传输操作在一个称为"DMA控制器"的控制下进行的。CPU除了在数据传输开始和结束时做一点处理外,在传输过程中CPU可以进行其他的工作。这样,在大部分时间里,CPU和输入输出都处于并行操作。因此,使整个计算机系统的效率大大提高。

DMA的概念:DMA是在专门的硬件( DMA)控制下,实现高速外设和主存储器之间自动成批交换数据尽量减少CPU干预的输入/输出操作方式。通常有两种方式:
◎独占总线方式 ◎周期挪用方式
(2)DMA的组成:
◎主存地址寄存器
◎数据数量计数器
◎DMA的控制/状态逻辑
◎DMA请求触发器
◎数据缓冲寄存器
◎中断机构
(3)DMA的传送数据的过程:由三个阶段组成
◎传送前的预处理:由CPU完成以下步骤
向DMA卡送入设备识别信号,启动设备,测试设备运行状态,送入内存地址初值,传送数据个数, DMA的功能控制信号。
◎数据传送:在DMA卡控制下自动完成
◎传送结束处理
DMA 卡上应包括通用接口卡的全部组成部分,并多出如下内容:
主存地址寄存器,传送字数计数器,DMA控制逻辑,DMA请求,DMA响应,DMA工作方式,DMA优先级及排队逻辑等

一次完整的DMA传送过程:
DMA 预处理,CPU向DMA送命令,如DMA方式,主存地址,传送的字数等,之后CPU执行原来的程序

DMA 控制在 I/O 设备与主存间交换数据:
准备一个数据, 向CPU发DMA请求,取得总线控制权,进行数据传送,修改卡上主存地址,修改字数计数器内且检查其值是否为零,不为零则继续传送,若已为零,则向 CPU发中断请求.

DMA技术的弊端:
因为DMA允许外设直接访问内存,从而形成对总线的独占。
这在实时性强的硬实时系统的嵌入式开发中将会造成中断延时过长。这在军事等系统中是不允许的。

7. “DMA”是什么意思?


“DMA”是什么意思?

8. DMA方式的工作原理

 一个设备接口试图通过总线直接向另一个设备发送数据(一般是大批量的数据),它会先向CPU发送DMA请求信号。外设通过DMA的一种专门接口电路――DMA控制器(DMAC),向CPU提出接管总线控制权的总线请求,CPU收到该信号后,在当前的总线周期结束后,会按DMA信号的优先级和提出DMA请求的先后顺序响应DMA信号。CPU对某个设备接口响应DMA请求时,会让出总线控制权。于是在DMA控制器的管理下,外设和存储器直接进行数据交换,而不需CPU干预。数据传送完毕后,设备接口会向CPU发送DMA结束信号,交还总线控制权。DMA方式的主要优点是速度快。由 于CPU根本不参加传送操作,因此就省去了CPU取指令、取数、送数等操作。在数据传送过程中,没有保存现场、恢复现场之类的工作。内存地址修改、传送字 个数的计数等等,也不是由软件实现,而是用硬件线路直接实现的。所以DMA方式能满足高速I/O设备的要求,也有利于CPU效率的发挥。 实现DMA传送的基本操作如下:1、外设可通过DMA控制器向CPU发出DMA请求;2、CPU响应DMA请求,系统转变为DMA工作方式,并把总线控制权交给DMA控制器;3、由DMA控制器发送存储器地址,并决定传送数据块的长度;4、执行DMA传送;5、DMA操作结束,并把总线控制权交还CPU。 DMA方式主要适用于一些高速的I/O设备。这些设备传输字节或字的速度非常快。对于这类高速I/O设备,如果用输入输出指令或采用中断的方法来传输字节信息,会大量占用CPU的时间,同时也容易造成数据的丢失。而DMA方式能使I/O设备直接和存储器进行成批数据的快速传送。DMA控制器或接口一般包括四个寄存器:1:状态控制寄存器、2:数据寄存器、3:地址寄存器、4:字节计数器。这些寄存器在信息传送之前需要进行初始化设置。即在输入输出程序中用汇编语言指令对各个寄存器写入初始化控制字。