DMA 内存存取原理

DMA直接内存存取原理 　　

DMADMA直接内存存取原理是指外部设备不通过CPU而直接与系统内存交换数据的接口技术。 　　

要把外设的数据读入内存或把内存的数据传送到外设，一般都要通过CPU控制完成，如CPU程序查询或中断方式。利用中断进行数据传送，可以大大提高CPU的利用率。 　　

但是采用中断传送有它的缺点，对于一个高速I/O设备，以及批量交换数据的情况，只能采用DMA方式，才能解决效率和速度问题。

DMA在外设与内存间直接进行数据交换，而不通过CPU，这样数据传送的速度就取决于存储器和外设的工作速度。 　　

通常系统的总线是由CPU管理的。在DMA方式时，就希望CPU把这些总线让出来，即CPU连到这些总线上的线处于第三态--高阻状态，而由DMA控制器接管，控制传送的字节数，判断DMA是否结束，以及发出DMA结束信号。

DMA控制器必须有以下功能： 　　

1. 能向CPU发出系统保持（HOLD）信号，提出总线接管请求； 　　

2. 当CPU发出允许接管信号后，负责对总线的控制，进入DMA方式； 　　

3. 能对存储器寻址及能修改地址指针，实现对内存的读写操作； 　　

4. 能决定本次DMA传送的字节数，判断DMA传送是否结束 　　

5. 发出DMA结束信号，使CPU恢复正常工作状态。

如图是DMA控制器硬件结构示意图。

DMA的可能引脚说明： 　　

数据总线：用于传送数据。 　　

地址总线：用于选择存储器地址。 　　

数据传送信号：MEMR为存储器读操作信号，MEMW为存储器写操作信号，IOR为外设读操作信号，IOW为外设写操作信号。 　　

DRQ：DMA请求信号。是外设向DMA控制器提出要求DMA操作的申请信号。 　　

DACK：DMA响应信号。是DMA控制器向提出DMA请求的外设表示已收到请求和正进行处理的信号。 　　

HOLD：总线请求信号。是DMA控制器向CPU要求让出总线的请求信号。 　　

HLDA：总线响应信号，是CPU向DMA控制器表示允许总线请求的应答信号。

5.2　 DMA工作方式 　　 　　

随着大规模集成电路技术的发展，DMA传送已不局DMA直接内存存取原理限于存储器与外设间的信息交换，而可以扩展为在存储器的两个区域之间，或两种高速的外设之间进行DMA传送，如图所示。 　　

DMAC是控制存储器和外部设备之间直接高速地传送数据的硬件电路，它应能取代CPU，用硬件完成数据传送的各项功能。 　　

各种DMAC一般都有两种基本的DMA传送方式：

1. 单字节方式：每次DMA请求只传送一个字节数据，每传送完一个字节，都撤除DMA请求信号，释放总线。

2. 多字节方式：每次DMA请求连续传送一个数据块，待规定长度的数据块传送完以后，才撤除DMA请求，释放总线。 　　

在DMA传送中，为了使源和目的间的数据传送取得同步，不同的DMAC在操作时都受到外设的请求信号或准备就绪信号--Ready信号的限制。

5.3 DMA控制器8237 DMA直接内存存取原理Intel 8237/8237-2是一种高功能的可编程的DMA控制器，采用5MHz的8237-2传送，速度可达到1.6M字节/秒。

8237的主要功能 8237的DMA传送有以下四种方式：

1. 单字节传送方式

2. 数据块传送方式

3. 请求传送方式

4. 级连方式

有一个结束处理的输入信号EOP，允许外界用此输入端结束DMA传送或重新初始化。

8237可以级连，任意扩展通道数。