什么是DMA

當(dāng)我們向計(jì)算機(jī)中加入了一塊新的聲卡或其它適配卡時(shí)，安裝程序可能會(huì)提醒我們應(yīng)該選擇一個(gè)DMA通道。那DMA是什么呢? DMA(Direct Memory Access) ，即直接存儲(chǔ)器存取，是一種快速傳送數(shù)據(jù)的機(jī)制。數(shù)據(jù)傳遞可以從適配卡到內(nèi)存，從內(nèi)存到適配卡或從一段內(nèi)存到另一段內(nèi)存。DMA技術(shù)的重要性在于，利用它進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)不需要CPU的參與。每臺(tái)電腦主機(jī)板上都有DMA控制器，通常計(jì)算機(jī)對(duì)其編程，并用一個(gè)適配器上的ROM(如軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)控制器上的ROM)來(lái)儲(chǔ)存程序，這些程序控制DMA傳送數(shù)據(jù)。一旦控制器初始化完成，數(shù)據(jù)開(kāi)始傳送，DMA就可以脫離CPU，獨(dú)立完成數(shù)據(jù)傳送。

在DMA傳送開(kāi)始的短暫時(shí)間內(nèi)，基本上有兩個(gè)處理器為它工作，一個(gè)執(zhí)行程序代碼，一個(gè)傳送數(shù)據(jù)。利用DMA傳送數(shù)據(jù)的另一個(gè)好處是，數(shù)據(jù)直接在源地址和目的地址之間傳送，不需要中間媒介。如果通過(guò)CPU把一個(gè)字節(jié)從適配卡傳送至內(nèi)存，需要兩步操作。首先，CPU把這個(gè)字節(jié)從適配卡讀到內(nèi)部寄存器中，然后再?gòu)募拇嫫鱾魉偷絻?nèi)存的適當(dāng)?shù)刂?。DMA控制器將這些操作簡(jiǎn)化為一步，它操作總線上的控制信號(hào)，使寫(xiě)字節(jié)一次完成。這樣大大提高了計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度和工作效率。

計(jì)算機(jī)發(fā)展到今天，DMA已不再用于內(nèi)存到內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳送，因?yàn)镃PU速度非常快，做這件事，比用DMA控制還要快，但要在適配卡和內(nèi)存之間傳送數(shù)據(jù)，仍然是非DMA莫屬。要從適配卡到內(nèi)存?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)，DMA同時(shí)觸發(fā)從適配卡讀數(shù)據(jù)總線(即I/O讀操作)和向內(nèi)存寫(xiě)數(shù)據(jù)的總線。激活I(lǐng)/O讀操作就是讓適配卡把一個(gè)數(shù)據(jù)單位(通常是一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字)放到PC數(shù)據(jù)總線上，因?yàn)榇藭r(shí)內(nèi)存寫(xiě)總線也被激活，數(shù)據(jù)就被同時(shí)從PC總線上拷貝到內(nèi)存中。

對(duì)于每一次寫(xiě)操作，DMA控制器都控制地址總線，通知應(yīng)將數(shù)據(jù)寫(xiě)到哪段內(nèi)存中去。 DMA控制數(shù)據(jù)從內(nèi)存?zhèn)魉偷竭m配卡的方法與上面類(lèi)似。對(duì)每一個(gè)要傳送的單位數(shù)據(jù)，DMA控制器激活讀內(nèi)存和I/O寫(xiě)操作的總線。內(nèi)存地址被放到地址總線上，像從適配卡到內(nèi)存?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)一樣，以數(shù)據(jù)總線為通道，數(shù)據(jù)從源地址直接傳送到目的地址。 DMA從DMA請(qǐng)求線(DREQ)上接收DMA請(qǐng)求，正像中斷控制器從中斷請(qǐng)求線(IRQ)上接收中斷請(qǐng)求一樣。

一個(gè)典型的從適配卡到內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳送是這樣進(jìn)行的，首先，對(duì)DMA控制器編程，寫(xiě)入數(shù)據(jù)要到達(dá)的內(nèi)存地址和要傳送的字節(jié)數(shù)。適配器可以開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)時(shí)，它將激活DREQ線，與DMA控制器連通。DMA控制器在與CPU取得總線控制權(quán)后，輸出內(nèi)存地址，發(fā)送控制信號(hào)，使得一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字從適配器讀出并寫(xiě)入相應(yīng)內(nèi)存中，然后更新內(nèi)存地址，指向下一個(gè)字節(jié)(或字)要寫(xiě)入的地址，重復(fù)上面的操作，直至數(shù)據(jù)傳送完畢。對(duì)控制器進(jìn)行不同編程，就可以實(shí)現(xiàn)單字節(jié)傳送(即每傳送一個(gè)字節(jié)都要求一個(gè)DREQ信號(hào))或塊數(shù)據(jù)傳送(即全部數(shù)據(jù)傳送只需要一個(gè)DREQ信號(hào))。

如果你要往計(jì)算機(jī)中插一塊適配卡，而且適配卡使用DMA，通常安裝程序會(huì)讓你選擇一個(gè)DMA通道，設(shè)定DIP開(kāi)關(guān)或跳線，來(lái)為相應(yīng)適配器設(shè)置DMA通道。盡管從理論上講，只要不是同時(shí)使用DREQ線，不同的適配卡可以共享這條線的，但是按常規(guī)，我們最好為每個(gè)適配卡單獨(dú)安排一個(gè)DMA通道，這樣就可以保證不會(huì)發(fā)生DMA沖突。附表是DMA的缺省分配情況。通道 功能 通道 功能 O 空閑 4 用于級(jí)聯(lián)DMA控制器 1 空閑 5 空閑 2 軟盤(pán) 6 空閑3 空閑 7 空閑從中可以看出，DMA通道2和4已被占用，在大多數(shù)微機(jī)上，通道1、3、5、6和7可由你任意分配。我們平時(shí)最好對(duì)自己的計(jì)算機(jī)上DMA通道的分配情況記錄下來(lái)，以免我們向計(jì)算機(jī)增加新硬件時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)適配卡共用一個(gè)通道，導(dǎo)致沖突。

DMA---Direct Memory Access，直接內(nèi)存訪問(wèn)，是一種數(shù)據(jù)傳輸模式。DMA方式下由于不直接訪問(wèn)計(jì)算機(jī)的CPU，而直接在RAM與設(shè)備之間傳輸，因而大大提高了數(shù)據(jù)傳輸速度