汽配人首頁 > 問答首頁

如何解決CPU與DMA控制器同時訪問內(nèi)存的問題？

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2018-07-20

最佳回答

DMA原理：DMA(Direct Memory Access，直接內(nèi)存存取) 是所有現(xiàn)代電腦的重要特色，他允許不同速度的硬件裝置來溝通，而不需要依于 CPU 的大量中斷負載。否則，CPU 需要從來源把每一片段的資料復制到暫存器，然后把他們再次寫回到新的地方。在這個時間中，CPU 對于其他的工作來說就無法使用。 DMA 傳輸將數(shù)據(jù)從一個地址空間復制到另外一個地址空間。當 CPU 初始化這個傳輸動作，傳輸動作本身是由 DMA 控制器來實行和完成。典型的例子就是移動一個外部內(nèi)存的區(qū)塊到芯片內(nèi)部更快的內(nèi)存區(qū)。像是這樣的操作并沒有讓處理器工作拖延，反而可以被重新排程去處理其他的工作。DMA 傳輸對于高效能嵌入式系統(tǒng) 算法和網(wǎng)絡是很重要的?！?　　在實現(xiàn)DMA傳輸時，是由DMA控制器直接掌管總線，因此，存在著一個總線控制權(quán)轉(zhuǎn)移問題。即DMA傳輸前，CPU要把總線控制權(quán)交給DMA控制器，而在結(jié)束DMA傳輸后，DMA控制器應立即把總線控制權(quán)再交回給CPU。一個完整的DMA傳輸過程必須經(jīng)過下面的4個步驟。 1.DMA請求　　CPU對DMA控制器初始化，并向I/O接口發(fā)出操作命令，I/O接口提出DMA請求。 2.DMA響應　　DMA控制器對DMA請求判別優(yōu)先級及屏蔽，向總線裁決邏輯提出總線請求。當CPU執(zhí)行完當前總線周期即可釋放總線控制權(quán)。此時，總線裁決邏輯輸出總線應答，表示DMA已經(jīng)響應，通過DMA控制器通知I/O接口開始DMA傳輸。 3.DMA傳輸　　DMA控制器獲得總線控制權(quán)后，CPU即刻掛起或只執(zhí)行內(nèi)部操作，由DMA控制器輸出讀寫命令，直接控制RAM與I/O接口進行DMA傳輸。　　在DMA控制器的控制下，在存儲器和外部設備之間直接進行數(shù)據(jù)傳送，在傳送過程中不需要中央處理器的參與。開始時需提供要傳送的數(shù)據(jù)的起始位置和數(shù)據(jù)長度。 4.DMA結(jié)束　　當完成規(guī)定的成批數(shù)據(jù)傳送后，DMA控制器即釋放總線控制權(quán)，并向I/O接口發(fā)出結(jié)束信號。當I/O接口收到結(jié)束信號后，一方面停止I/O設備的工作，另一方面向CPU提出中斷請求，使CPU從不介入的狀態(tài)解脫，并執(zhí)行一段檢查本次DMA傳輸操作正確性的代碼。最后，帶著本次操作結(jié)果及狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。　　由此可見，DMA傳輸方式無需CPU直接控制傳輸，也沒有中斷處理方式那樣保留現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場的過程，通過硬件為RAM與I/O設備開辟一條直接傳送數(shù)據(jù)的通路，使CPU的: 回答者：網(wǎng)友

產(chǎn)品精選

我來回答