2012年8月30日 星期四

DMA, Direct Memory Access

三種將資料在I/O間傳送的方法有
1. Polling
2. Interrupt-driven I/O
3. DMA(Direct Memory Access)

Polling:最簡單的方式讓I/O device與CPU溝通。I/O device只要將information放進status register,CPU會周期性的檢查並取得information來得知需要服務的device。
Interrupt-driven I/O:利用interrupt的機制,當一個I/O device需要服務時,會發出interrupt來通知CPU。一個I/O interrupt對於指令的執行是asynchronous,Control unit需要在執行一個新指令時檢查是否有pending I/O interrupt。I/O interrupt也會傳達更多訊息,如哪個device發出的interrupt和它的priority。

DMA(Direct Memory Access):提供一個device controller,讓I/O device能夠直接在記憶體做資料的傳輸,不需要CPU的參與。
在同等程度的處理器負擔下,DMA是一種快速的資料傳送方式。很多硬體的系統會使用DMA,包含硬碟控制器、繪圖顯示卡、網路卡和音效卡。

DMA transfer的三個步驟
1. CPU要初始化DMA controller,包括提供I/O device的名稱、執行何種運算、記憶體位置以及所要傳送的bytes數。
2. DMA開始運作。如果request需要多於一次的transfer在bus上,DMA unit會產生下一個memory address和初始下一次的transfer。
3. 一旦DMA transfer完成,DMA controller發出一個interrupt給CPU。

References:
[1] http://zh.wikipedia.org/wiki/DMA
[2] http://blog.yam.com/yuhaolin/article/725974

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