苏泽 

“弃工从研”的路上很孤独，于是我记下了些许笔记相伴，希望能够帮助到大家

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目录

1. DMA基本概念

2. DMA传送过程

易错点

DMA控制器操作流程

3. DMA传送方式

这是单总线的结果 （CPU说了算 所以不会产生于CPU的冲突）

这是三总线的结构 （也就是主存下面另外接了一条线到DMA所以 有可能于CPU发生冲突）

5. DMA的组成

6. DMA与其他方式的比较

7. DMA的优缺点

8. DMA的应用场景

9. DMA的中断处理

10. DMA的实现方式

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1. DMA基本概念

• DMA（直接内存访问）是一种硬件实现的数据传输方式，允许外围设备直接与主存交换数据，而不需要CPU的干预。
• DMA方式的基本单位是数据块，数据在I/O设备和内存之间直接传输。

2. DMA传送过程

• 预处理：CPU完成一些必要的工作，如测试状态、启动设备等，然后继续执行其他任务。
• 数据传送：DMA设备准备好后，会主动向DMA控制器（DMAC）发出DMA请求，DMAC向CPU发出总线请求。
• 数据传送后处理：数据传送满一个块后，DMAC向CPU发出中断请求，CPU执行中断程序，进行数据校验、测试传送过程等。

易错点

3. DMA传送方式

这是单总线的结果 （CPU说了算 所以不会产生于CPU的冲突）

这是三总线的结构 （也就是主存下面另外接了一条线到DMA所以 有可能于CPU发生冲突）

1. 停止CPU访问主存

   • 目的：在DMA传输期间，完全控制主存，避免与CPU的访问冲突。
   • 操作：在DMA传输期间，暂停CPU对主存的访问。
   • 优点：
     • 控制简单，易于实现。
     • DMA可以完全控制主存，提高数据传输效率。
   • 缺点：
     • CPU在传输期间不执行程序，导致CPU资源未被充分利用。

2. DMA与CPU交替访存

   • 目的：允许CPU和DMA控制器交替访问主存，提高资源利用率。
   • 操作：
     • 将CPU周期分为两个部分，C1周期专供CPU访存，C2周期专供DMA访存。
     • DMA控制器和CPU交替进行访存操作，无需申请总线使用权。
   • 优点：
     • 有效利用CPU和DMA资源，提高系统效率。
   • 缺点：
     • 硬件逻辑更为复杂，需要精确控制访问时间。

3. 周期挪用（周期窃取）

   • 目的：在CPU未使用总线时，允许DMA控制器访问主存。
   • 操作：
     • DMA控制器检测CPU的访存周期，当CPU不访存时，DMA控制器利用这个周期进行数据传输。
     • 如果CPU和DMA同时请求访存，根据优先级决定谁先访问主存。
   • 优点：
     • 最大限度减少对CPU性能的影响，提高主存的利用率。
   • 缺点：
     • 实现较为复杂，需要高级的硬件支持来检测和响应访问请求。

• DMA请求：表示要向主存传送一个字的数据。
• DMA中断请求：表示一整块的数据已经传送完成。

5. DMA的组成

• 主存地址计数器：存放要交换的主存地址。
• 传送长度计数器：记录传送数据的长度。
• 数据缓存寄存器：暂存每次传送的数据。
• DMA请求触发器：I/O设备准备好数据后使触发器置位。
• 控制/状态逻辑：完成中断机构，数据块传送完毕后触发中断。

6. DMA与其他方式的比较

• 中断驱动方式：I/O设备主动打断CPU运行请求服务，但每个数据传输需经过CPU。
• 通道控制方式：专门负责输入/输出的处理机，进一步减少CPU干预，实现并行操作。

7. DMA的优缺点

• 优点：减少了CPU的干预，提高了数据传输效率。
• 缺点：在数据块传送的开始和结束时需要CPU干预。

8. DMA的应用场景

• DMA适用于大量数据的快速传输，如磁盘读写操作。

9. DMA的中断处理

• 中断服务程序中，CPU需要处理数据校验、传送过程测试等任务，并决定是否继续使用DMA传送。

10. DMA的实现方式

• DMA的实现依赖于硬件电路，不需要程序干预，是一种纯硬件实现的数据传输方式。

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另外，利用了工作之余的一点点时间，整理了一套考研408的知识图谱，

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