MDA方式

直接内存访问（DMA），是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。在这种方式中，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是设备之间进行。

8.4 MDA方式

• DMA的基本概念
  • 直接内存访问（DMA），是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。在这种方式中，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是设备之间进行。
• DMA方式的特点
  • DMA方式以响应随机请求的方式，实现主存与II/O设备间的快速数据传送。
  • 用于需要高速大批量数据的传送的系统中。
• DMA的传输步骤（DMA基本操作）
  • 申请阶段
    • 从外围设备发出DMA请求
  • 响应阶段
    • CPU响应请求，把CPU工作改成DMA操作方式，DMA控制器从CPU接管总线的控制
  • 数据传送阶段
    • 由DMA控制器对内存寻址，即决定数据传送的内存单元地址及数据传送个数的计数，并执行数据传送的操作。
  • 传送结束阶段
    • 向DMA报告DMA操作的结束
• DMA操作类型
  • 数据传送
  • 数据校验
  • 数据检索
• DMA操作方式
  • 单字节传输模式
  • 块传输模式
  • 请求传输模式
  • 级联传输模式
• DMA传送方式
  • 成组连续传送方式
    • 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。
      • 优点：控制简单，适用于数据传输率很高的设备进行成组传送
      • 缺点：DMA控制器访内阶段，内存的效能没有充分发挥，相当于内存工作周期是空闲的
  • 周期挪用方式
    • 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
      • 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
  • 透明挪用方式
    • 如果CPU的工作周期比内存存取周期长很多，则采用交替访问的方法可以使DMA传送和CPU同时发挥最高的效率。
      • 优点：高效率
      • 缺点：相应的逻辑也就更加复杂
• 基本的DMA控制器
  • DMA控制器的基本组成
    • 内存地址计数器
    • 字计数器
    • 数据缓冲寄存器
    • 数据缓冲寄存器
    • DMA请求标志
    • 控制/状态逻辑
    • 中断机构
  • DMA数据传送过程
• 选择型和多路型DMA控制器