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DMA与通道PPT课件.pptx

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DMA与通道PPT课件.pptx

上传人:wz_198613 2021/6/29 文件大小:876 KB

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DMA与通道PPT课件.pptx

文档介绍

文档介绍:1、DMA的基本概念
DMA方式是指直接依靠硬件在主存与I/O设备之间进行直接数据传送,传送期间不需要CPU干预。
应用  大批量数据采集、主存与I/O简单高速数据传送。如:磁 盘、光盘等。
特点 DMA 只需要占用系统总线,不切换程序、不用处理现场等一系列操作。
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DMA方式的五个特点
① 它使主存与CPU的固定联系脱钩,主存既可被CPU访问,又可被外设访问。
② 在数据块传送时,主存地址的确定,传送数据的计数等等都用硬件电路直接实现。
③ 主存中要开辟专用缓冲区,及时供给和接收外设的数据。
④ DMA传送速度快,CPU和外设并行工作,提高了系统的效率。
⑤ DMA在开始前和结束后要通过程序和中断方式进行预处理和后处理。
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2、常见的DMA数据传送方式
(1)CPU暂停方式(成组传送)
当外设要求传送一批数据,由DMAC发一个停止信号给CPU,CPU放弃对总线的控制权,并停止使用总线访问内存。
DMAC获得总线控制权以后,开始在内存和外设之间进行数据传送,在一批数据传送完毕后,DMAC把总线控制权交回给CPU,CPU就可以使用总线。
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控制简单
CPU 处于不工作状态
或保持状态,未充分发挥 CPU 对主存的利用率
优点:
缺点:在DMAC访问阶段,
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因外设传送二个数据之间的间隔一般大于内存的存储周期,因此,许多空闲的存储周期不能被CPU利用。
适用场合:数据传输率很高的设备进行成组数据传送。
(2)周期挪用(周期窃取) (单字传送)
当外设没有DMA请求,CPU按程序要求访问内存,一旦外设有DMA请求,则由外设挪用一个或几个内存周期。传送完一个数据后立即释放总线。
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I/O设备要求DMA传送会遇到三种情况:
一种是此时CPU不需访问主存(如CPU正在执行乘法指令,由于乘法指令执行时间较长,此时CPU不需访问主存),故I/O设备访存与CPU不发生冲突。
第二种情况是I/O设备要求DMA传送时,CPU正在访存,此时必须待存取周期结束时刻,CPU才能将总线占有权让出。
第三种情况是I/O设备要求访存时,CPU也要求访存,这就出现了访存冲突。此刻,I/O访存优先于CPU访存,因为I/O不立即访存就可能丢失数据,这时I/O要窃取一二个存取周期,意味着CPU在执行访存指令过程中插入了DMA请求,并挪用了一二个存取周期,使CPU延缓了一二个存取周期再访存。
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周期挪用(或周期窃取)
优点:
①实现了CPU和外设并行工作;
②较好地发挥了主存和CPU的效率;
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缺点:外设每次挪用周期都要有申请总线控制权、建立总线控制权、归还总线控制权的过程,虽然传送一个数据只需一个主存周期,但DAMC一般要用2~5主存周期。
适用场合:外设读写周期大于内存周期的情况
(3)DMA与CPU交替访内
如果CPU的工作周期比内存的存取周期长得多,可以将一个CPU周期分为两个分周期,第一个分周期专供DMAC访内,第二个分周期专供CPU访内,从而实现DMAC与CPU交叉访内。
优点: DMA传送效率最高;
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DMA 与 CPU 交替访问
CPU 工作周期
所有指令执行过程中的一个基准时间
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DMA接口的功能和组成
1.DMA接口的功能   利用DMA方式传送数据时,数据的传输过程完全由DMA接口电路控制。DMA接口应具有如下几个功能: (1) 向CPU申请DMA传送; (2) 在CPU允许DMA工作时,处理总线控制权的转交,避免因进入DMA工作而影响CPU正常活动或引起总线竞争 (3)在DMA期间管理系统总线,控制数据传送; (4)确定数据传送的起始地址和数据长度,修正数据传送过程中的数据地址和数据长度。 (5)在数据块传送结束时,给出DMA操作完成的信号。
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