《直接内存存取DMA》课件.pptVIP

**********************直接内存存取DMA直接内存存取(DMA)是一种高效的数据传输技术，它允许设备直接访问系统内存，无需CPU中介。DMA技术在现代计算机系统中广泛应用于提高数据传输效率，减少CPU的负担。DMA概述直接内存存取(DMA)一种允许外设直接访问系统内存的技术，无需CPU的干预。DMA控制器负责管理内存访问和数据传输。DMA的优势1提高CPU效率DMA传输过程中，CPU可以执行其他任务，提高系统整体性能。2降低CPU负载DMA传输无需CPU直接参与，减少CPU负担，提高系统效率。3提高数据传输速度DMA传输速度不受CPU速度限制，可实现高速数据传输。4简化系统设计使用DMA可简化系统设计，减少CPU与外设之间的数据交互。DMA工作原理1CPU发起请求CPU向DMA控制器发送请求，指示要进行的传输操作。2DMA控制器设置DMA控制器根据CPU的指令，设置传输参数，包括源地址、目标地址、传输长度等。3DMA传输DMA控制器直接控制内存和外设之间的传输，无需CPU干预。4传输完成通知传输完成后，DMA控制器向CPU发送中断信号，通知传输完成。DMA传输的步骤配置DMA控制器设置DMA传输的源地址、目标地址、传输大小等参数，配置DMA传输模式和优先级。启动DMA传输向DMA控制器发送传输开始命令，开始数据传输过程。数据传输DMA控制器直接从源地址读取数据，并写入到目标地址。传输完成DMA控制器完成数据传输后，会向CPU发出中断信号，通知CPU数据传输完成。DMA控制器的结构DMA控制器DMA控制器是专门负责管理DMA传输的硬件模块，其结构通常包括以下部分：地址生成器数据缓冲器控制逻辑状态寄存器中断控制器DMA传输过程DMA传输过程中，DMA控制器根据控制逻辑和状态寄存器中的信息，控制数据在内存和外设之间进行传输，并实时监控传输状态。数据传输通道DMA控制器通常包含多个数据传输通道，每个通道可以独立地进行DMA传输，从而提高数据传输效率。DMA控制器的工作过程1初始化DMA控制器被配置和初始化。2地址设置DMA控制器设置源地址和目标地址。3数据传输DMA控制器自动完成数据传输。4传输完成传输完成，DMA控制器发出中断信号。DMA控制器的工作过程涉及一系列步骤，包括初始化、地址设置、数据传输和传输完成。DMA控制器从源地址读取数据，并将其写入到目标地址，整个过程不需要CPU的介入。DMA传输的类型单通道DMA单通道DMA仅支持一种数据传输类型，例如从内存到外设，或从外设到内存。多通道DMA多通道DMA支持多种数据传输类型，例如同时进行内存到外设和外设到内存的数据传输。循环DMA循环DMA允许数据在内存和外设之间循环传输，无需CPU干预。链式DMA链式DMA支持连续执行多个传输操作，无需CPU重新配置DMA控制器。边界条件与对齐要求内存对齐DMA传输需要保证数据在内存中的对齐，以提高传输效率。边界条件DMA传输时，需要注意边界条件，避免数据越界或冲突。突发传输DMA传输通常以突发方式进行，一次传输多个数据。DMA传输方式单通道DMA单通道DMA一次只能处理一个外设的传输请求，例如，将磁盘数据传输到内存中。单通道DMA简单易用，成本低廉，适用于数据传输量小、速率要求不高的应用场景。多通道DMA多通道DMA可以同时处理多个外设的传输请求，例如，同时将磁盘数据传输到内存，将音频数据传输到声卡，将视频数据传输到显示器。多通道DMA可以提高数据传输效率，适用于数据传输量大、速率要求高的应用场景。DMA传输模式单次传输DMA控制器将一次性将所有数据传输到目标地址。块传输DMA控制器将数据连续传输到目标地址，直到传输完成。循环传输DMA控制器将数据周期性地传输到目标地址，形成一个循环。链式传输DMA控制器可以将多个传输请求链式连接起来，实现更复杂的传输。DMA传输优先级优先级描述高优先级DMA传输具有更高的优先级，优先进行传输。低优先级DMA传输具有较低的优先级，需要等待其他高优先级传输完成才能进行。DMA传输优先级主要用于协调多个DMA请求之间的竞争关系，避免低优先级请求阻塞高优先级请求。DMA传输速度DMA传输速度取决于许多因素，包括总线带宽、内存速度、外设速度和DMA控制器性能。100MB/s典型速度现代DMA控制器可以达到100MB/s以上的传输速度。1GB/s高速系统在高性能计算系统中，DMA传输速度可达1GB/s甚至更高。