DMA传输的综述【文献综述】

《DMA传输的综述【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业论文文献综述电子信息工程DMA传输的综述摘要：计算机发展到今天，DMA已不再用于内存到内存的数据传送，因为CPU速度非常快，做这件事，比用DMA控制还要快，但要在适配卡和内存之间传送数据，仍然是非DMA莫属。一旦控制器初始化完成，数据开始传送，DMA就可以脱离CPU，独立完成数据传送。关键字：DMA；CPU；内存；计算机1.数据传输概述数据是能由计算机处理的数字、字母和符号等。它是信息的一种载体。数据传输是信息传输的一种形式，主要指与计算机有关的信息传输。数据源和数据宿在同一机内，即计算机外部设备与处理部件之间的数据交换，称为机内传输。常用的方法有四种。①

2、程序传送：利用程序中的指令控制外部设备与处理部件交换数据。②程序中断传送：由需要与处理部件交换数据的外部设备向处理部件发出中断请求，处理部件响应中断请求，暂停执行原来的程序，利用中断服务子程序来完成数据交换，交换完毕后返回到被暂停执行的原程序。③直接内存传送(DMA)：高速外部设备如磁盘或磁带请求交换数据时，由外部设备直接与内存交换数据。④脱机传送：交换数据的设备之间，脱离中央处理机的控制，直接进行数据交换。2.DMA传输的原理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

3、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。许多硬件系统都使用DMA控制器，包括磁盘驱动器，显卡，网卡和声卡。DMA也可用于多核心处理器的内部芯片数据转移，尤其是在多处理器系统级芯片中，在它的处理单元配备了本地内存（通常称为暂存存储器），DMA是用于本地存储器和主存储器之间的数据传输。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

4、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传输图如图1所示。图1DMA传输图一个完整的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

5、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

6、/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。3.DMA传输的特点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控制器来处理数据的传送，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

7、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-WordDMA（单字节DMA）和Multi-WordDMA（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。DMA传送方式的优先级高于程序中断，两者的区别主要表现在对CPU的干扰程度不同。中断请求不但使CPU停下来，而且要CPU执行中断服务程序为中断请求服务，这个请求包括了对断点和现场的处理以及CPU与外设的传送，所以CPU付出了很多的代价；DMA请求仅仅使CPU暂停一下，

8、不需要对断点和现场的处理，并且是由DM