什么是DMA

本文详细介绍了DMA(Direct Memory Access)的概念及工作原理。DMA是一种高效的数据传输机制,允许数据在内存和I/O设备间直接交换,无需CPU介入。文章探讨了DMA控制器如何与CPU分时使用内存的不同方式。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

什么是DMA?    DMA(Direct Memory Access),即直接存储器存取,是一种快速传送数据的机制。数据传递可以从适配卡到内存,从内存到适配卡或从一段内存到另一段内存。     利用它进行数据传送时不需要CPU的参与。每台电脑主机板上都有DMA控制器,通常计算机对其编程,并用一个适配器上的ROM(如软盘驱动控制器上的ROM)来储存程序,这些程序控制DMA传送数据。一旦控制器初始化完成,数据开始传送,DMA就可以脱离CPU,独立完成数据传送。  在DMA传送开始的短暂时间内,基本上有两个处理器为它工作,一个执行程序代码,一个传送数据。利用DMA传送数据的另一个好处是,数据直接在源地址和目的地址之间传送,不需要中间媒介。如果通过CPU把一个字节从适配卡传送至内存,需要两步操作。首先,CPU把这个字节从适配卡读到内部寄存器中,然后再从寄存器传送到内存的适当地址。DMA控制器将这些操作简化为一步,它操作总线上的控制信号,使写字节一次完成。这样大大提高了计算机运行速度和工作效率。   计算机发展到今天,DMA已不再用于内存到内存的数据传送,因为CPU速度非常快,做这件事,比用DMA控制还要快,但要在适配卡和内存之间传送数据,仍然是非DMA莫属。要从适配卡到内存传送数据,DMA同时触发从适配卡读数据总线(即I/O读操作)和向内存写数据的总线。激活I/O读操作就是让适配卡把一个数据单位(通常是一个字节或一个字)放到PC数据总线上,因为此时内存写总线也被激活,数据就被同时从PC总线上拷贝到内存中。 题目:何谓DMA方式? DMA控制器可采用哪几种方式与CPU分时使用内存?【解】直接内存访问(DMA)方式是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制。数据交换不经过CPU,而直接在内存和I/O设备之间进行。DMA控制器采用以下三种方式: ①停止CPU访问内存:当外设要求传送一批数据时,由DMA控制器发一个信号给CPU。DMA控制器获得总线控制权后,开始进行数据传送。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。 ②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I/O设备挪用一个或几个周期。 ③DMA与CPU交替访内:一个CPU周期可分为2个周期,一个专供DMA控制器访内,另一个专供CPU访内。不需要总线使用权的申请、建立和归还过程。
### DMA固件的定义 DMA(Direct Memory Access,直接内存访问)是一种硬件机制,允许某些硬件子系统在不需CPU介入的情况下读写系统内存。而DMA固件则是用于配置和控制DMA控制器操作的一组软件函数集合[^1]。它通常由厂商提供,作为标准外设库的一部分,帮助开发者简化对复杂硬件模块的操作。 在IT领域中,DMA固件的作用主要体现在以下几个方面: - **高效数据传输**:通过合理配置DMA缓冲区大小和优先级,能够显著减少CPU的干预,从而提高数据传输效率[^2]。 - **标准化接口**:DMA固件提供了统一的API接口,使得开发者可以通过调用简单的函数完成复杂的硬件配置工作,例如初始化DMA通道、设置传输方向以及使能DMA等功能[^1]。 - **节能与性能优化**:通过对DMA优先级和中断系统的合理配置,可以在不影响实时性的前提下降低功耗并提升整体系统性能[^2]。 下面是一个典型的DMA初始化代码示例,展示了如何利用DMA固件来配置DMA通道: ```c // 定义DMA初始化结构体变量 DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; // 配置DMA参数 DMA_DeInit(DMA1_Channel1); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&(USART3->DR); // 外设地址 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)Buffer; // 存储器地址 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 数据传输方向 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BufferSize; // 缓冲区大小 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 禁止外设增量模式 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 启用存储器增量模式 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 正常模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 设置高优先级 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 禁止内存到内存模式 // 初始化DMA通道 DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); // 使能DMA通道 DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); ``` 此代码片段说明了如何使用DMA固件中的`DMA_InitTypeDef`结构体来配置DMA通道的各项参数,并最终启用该通道以执行指定的任务[^1]。 ### IT领域的具体应用 在嵌入式系统设计中,DMA固件被广泛应用于各种场景,比如串口通信、ADC采样、SPI/I2C总线数据交换等场合下的高速数据处理任务。借助于其高效的特性,可以有效减轻处理器负担,进而改善整个系统的运行表现。 ####
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值