【DMA】认识 DMA 及其工作流程（与传统CPU存取方式的区别）

DMA（Direct Memory Access），字面意思“直接访问内存”，无需 CPU 干预直接读写内存。传统CPU读写数据时，需要先将要使用的数据保存到 RAM，等要用时再从RAM 加载。

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目录

一、传统CPU存取数据

二、认识DMA

1、什么是DMA

2、DMA 的工作模式、数据传输方式、寻址模式

3、为什么要使用DMA

三、DMA 数据传输

1、准备阶段

2、传输请求

3、数据传送

4、善后处理

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一、传统CPU存取数据

CPU 不直接存取外设的原因：

• CPU 的工作速度和外设的工作速度差距太大
• 外设格式种类繁多，无法直接存取，需要经过转换

基于上述原因，CPU 不能直接从外设获取或者向外设写入内容。传统CPU 获取数据的步骤如下：

1、CPU 将外设数据加载到内存（和CPU的处理速度最接近）

2、CPU 检查 cache 是否有自己需要的数据（是否命中）

3、如果命中，直接返回数据；如未命中，继续从内存获取（这里暂时不考虑MMU）

4、返回数据

二、认识DMA

由上面CPU 读取数据来看，无论是将外设数据搬移到内存，还是从内存读取数据，都需要CPU 的参与。为了让 CPU 能够专注于处理手中事务，DMA 将负责数据的搬移工作。

1、什么是DMA

DMA（Direct Memory Access）即直接存储器访问，借助内部的控制器来实现内存和外设之间的数据传输。有了DMA，CPU 可以专注于内存数据的存取；数据的搬运过程完全可以交由DMA硬件完成。有了DMA以后，不代表完全不需要CPU了，只是不会像中断那样频繁向CPU发送请求。

• 开始传输时刻：DMA向CPU申请至少一个总线周期的占用时间来做数据传输工作
• 结束传输时刻：DMA向CPU发送中断请求，请求CPU处理这些数据