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==DMA传送方式== DMA技术的出现,使得外围设备可以通过DMA控制器直接访问内存,与此同时,CPU可以继续执行程序.那么DMA控制器与CPU怎样分时使用内存呢?通常采用以下三种方法:(1)停止CPU访内;(2)周期挪用;(3)DMA与CPU交替访内存. *'''停止CPU访问内存''' 当外围设备要求传送一批数据时,由DMA控制器发一个停止信号给CPU,要求CPU放弃对地址总线、数据总线和有关控制总线的使用权.DMA控制器获得总线控制权以后,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.图(a)是这种传送方式的时间图.很显然,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。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。缺点: 在DMA控制器访内阶段,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,外围设备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。例如,软盘读出一个8位二进制数大约需要32us,而半导体内存的存储周期小于0.5us,因此许多空闲的存储周期不能被CPU利用. *'''周期挪用''' 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: #此时CPU不需要访内,如CPU正在执行乘法指令。由于乘法指令执行时间较长,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。 #I/O设备要求访内时CPU也要求访内,这就产生了访内冲突,在这种情况下I/O设备访内优先,因为I/O访内有时间要求,前一个I/O数据必须在下一个访内请求到来之前存取完毕。显然,在这种情况下I/O 设备挪用一二个内存周期,意味着CPU延缓了对指令的执行,或者更明确地说,在CPU执行访内指令的过程中插入DMA请求,挪用了一二个内存周期。 与停止CPU访内的DMA方法比较,周期挪用的方法既实现了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。但是I/O设备每一次周期挪用都有申请总线控制权、建立线控制权和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(视逻辑线路的延迟而定)。因此,周期挪用的方法适用于I/O设备读写周期大于内存存储周期的情况。 *'''DMA与CPU交替访内''' 如果CPU的工作周期比内存存取周期长很多,此时采用交替访内的方法可以使DMA传送和CPU同时发挥最高的效率。假设CPU工作周期为 1.2μs,内存存取周期小于0.6μs,那么一个CPU周期可分为C1和C2两个分周期,其中C1供DMA控制器访内,C2专供CPU访内。
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