組成原理（八）：DMA方式

目錄

• 學習重點
• 1.DMA接口與中斷接口比較
• 2.DMA和主存交換數據的三種方式
• 3.DMA接口功能
• 4.DMA接口組成
• 5.DMA工作過程
• 6.DMA與系統連接方式
• 7.DMA與中斷比較
• 8.DMA接口類型

學習重點

• DMA接口與中斷接口比較
• DMA與主存交換數據三種方式
  • 停止CPU訪問主存
  • 周期竊取（周期挪用）
  • 交替訪問
• DMA接口功能
• DMA接口組成
• DMA工作過程
  • 預處理
  • 傳送過程
  • 后處理
• DMA與主機連接方式
  • 鏈式（公共請求線）
  • 獨立DMA請求
• DMA與中斷比較
• DMA接口類型
  • 選擇型
  • 多路型

1.DMA接口與中斷接口比較

DMA：直接存儲器訪問(Direct Memory Access)
兩種方式數據傳送方式區別：

2.DMA和主存交換數據的三種方式

1. 停止CPU訪問主存

   • 優缺點：
     控制簡單，但是沒有充分發揮CPU對主存利用率
   • 示意圖：
     

2. 周期挪用（周期竊取）

   • 示意圖1：
     

   • 示意圖2：
     

   • CPU與DMA同時訪問主存時：
     cpu將總線控制權讓給DMA

3. DMA與cpu交替訪問：(不常用)
   將周期分為兩段，一段專供CPU訪問，一段專供DMA訪問：
   

3.DMA接口功能

1. 向cpu申請DMA傳送
2. 處理總線控制權的移交
3. 管理系統總線，控制數據傳送
4. 確定數據傳送的首地址和長度(AR,WC)
5. DMA傳送結束時，給出操作結束的信號

4.DMA接口組成

功能決定組成：

• AR：主存地址寄存器
• WC：字計數器，初始值為要傳送的總字數，傳送一個字-1，為0時(溢出)向中斷端機構發送溢出信號
• DAR：設備地址寄存器
• BR：數據緩沖寄存器
• DMA控制邏輯：管理數據傳送過程
  • DREQ：申請DMA傳送
  • HRQ：向cpu申請DMA服務
  • HLDA：cpu響應
  • DACK：通知設備已被授予一個DMA周期
• 中斷機構：
  報告一批數據傳送完畢

5.DMA工作過程

預處理—>數據傳送—>后處理

1. 預處理：

   • 通知DMA控制邏輯數據傳送方向(輸入/輸出)
   • 設備地址—>DAR
   • 主存地址—>AR
   • 傳送字數—>WC

2. 數據傳送過程：
   流程圖：
   

   輸入：
   

   輸出：
   

3. 后處理：

   • 檢驗傳送的數據是否正確
   • 檢測傳送過程是否正確（中斷服務程序）
   • 是否繼續使用DMA

4. 整體流程圖：
   

6.DMA與系統連接方式

1. 鏈式：公共請求線
   

2. 獨立DMA請求：
   

7.DMA與中斷比較

8.DMA接口類型

1. 選擇型
   

2. 多路型
   

3. 多路型DMA工作原理：