名人说：非学无以广才，非志无以成学。——诸葛亮
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1.DMA方式的基本原理
◆ 数据的传送不经过CPU，由DMA控制器实现内存和外设、外设和外设之间的直接快速传送。
◆ 用于需要高速大批量数据传送到系统中。
2.DMA传输计算机系统构成
1️⃣DMA控制器作为主设备之一
2️⃣DMA控制器与I/O接口集成
3️⃣DMA控制器提供专门I/O总线
3.DMA控制器（DMAC）
DMA控制器的两种工作状态
1️⃣被动态（受控器）：未取得总线控制权，受CPU的控制。
2️⃣主动态（主控器）：接管并取得总线控制权，取代CPU而成为系统的主控者。
4.DMA传输步骤
5.DMA操作类型
◆ 数据传送：把源地址的数据传输到目的地址去（存储器或I/O）。
◆ 数据校验：不进行数据传输，只对数据块内部的每个字节进行某种校验；
这种数据校验一般安排在读数据块之后，以便校验所读的数据是否有效。
◆ 数据检索：不进行数据传输，只是在指定的内存区域内查找某个关键字节
或某几个数据位是否存在。
6.DMA操作方式
1️⃣单字节传输模式：每次DMA操作传送一个字节后，接着释放总线。
2️⃣块传输模式：连续传送多个字节，每传输一个字节，当前字节计数器减1，当前地址寄存器加1或减1，直到所要求的字节数传输完（当前字节计数器减至0），然后释放总线。
3️⃣请求传输模式：DMA控制器要询问外设，当外设请求信号无效时，暂停传输（不释放总线）；当请求信号再次有效后，继续进行传输。
4️⃣级联传输模式：多片DMA控制器级联，构成主从式DMA系统。
7.DMA传输模式
①停止CPU访问内存
1️⃣介绍
当需要传送一批数据时，DMA控制器首先要求CPU放弃对总线的控制权；然后开始进行数据传送。在一批数据传送完毕后，DMA控制器通知CPU可以使用内存，并把总线控制权交还给CPU。
在这种DMA传送过程中，CPU基本处于不工作状态或者说保持状态。
2️⃣优缺点
a.优点
控制简单，它适用于数据传输率很高的设备进行成组传送。
b.缺点
在DMA控制器访内存阶段，内存的效能没有充分发挥，相当一部分内存工作周期是空闲的。这是因为，传送两个数据之间的间隔一般总是大于内存存储周期，即使高速I/O设备也是如此。
②周期挪用
1️⃣介绍
当I/O设备没有DMA请求时，CPU按程序要求访问内存；一旦I/O设备有DMA请求，则由I/O设备挪用一个或几个内存周期。
I/O设备要求DMA传送时可能遇到两种情况：
- 当CPU不需要访内时，此时I/O访内与CPU访内没有冲突，即I/O设备挪用一二个内存周期对CPU执行程序没有任何影响；
- CPU也同时要求访问内存，这就产生了访存冲突，在这种情况下I/O设备访存优先。
2️⃣优缺点
a.优点
既实现了I/O传送，又较好地发挥了内存和CPU的效率，是一种广泛采用的方法。
b.缺点
I/O设备每一次周期挪用都有申请、建立、归还总线控制权的过程，所以传送一个字对内存来说要占用一个周期，但对DMA控制器来说一般要2-5个内存周期；因此，周期挪用方法适用于I/O设备读写周期大于内存存储周期的情况。
③DMA与CPU交替访存
1️⃣介绍
如果CPU的工作周期比内存存取周期长很多，此时采用交替访存的方法，可以使DMA传送和CPU同时发挥最高的效率。
这种方式不需要总线使用权的申请、建立和归还过程，总线使用权是通过分时进行的，这种总线控制权的转移几乎不需要什么时间，所以对DMA传送来讲效率是很高的。
这种传送方式又称为"透明的DMA"方式，在透明的DMA方式下工作，CPU既不停止主程序的运行，也不进入等待状态，同样是一种高效率的工作方式。
2️⃣优缺点
a.优点
效率高。
b.缺点
相应的硬件逻辑也就更加复杂。
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