DMA方式与中断方式

1. ‌DMA方式的基本概念‌‌

DMA方式，Direct Memory Access，也称为成组数据传送方式，有时也称为直接内存操作。DMA方式是一种数据传输机制，通过DMA控制器接管CPU对总线的控制权，直接在内存和I/O设备之间进行数据交换。DMA方式在数据传送过程中，没有保存现场、恢复现场之类的工作。

由于CPU根本不参加传送操作，因此就省去了CPU取指令、取数、送数等操作。内存地址修改、传送字 个数的计数等等，也不是由软件实现，而是用硬件线路直接实现的。这种方式避免了CPU在数据传输过程中的干预，从而提高了数据传输的效率。

2. ‌DMA方式的工作原理‌

• ‌数据传输过程‌：在DMA方式下，数据直接从I/O设备传输到内存，或从内存传输到I/O设备，而不经过CPU。DMA控制器负责管理数据传输的地址、计数和控制信号。
• ‌CPU的参与‌：CPU仅在数据传输的开始和结束阶段进行干预，例如设置传输参数和处理中断。

3. ‌DMA方式的特点‌

• ‌高效性‌：由于数据传输不经过CPU，减少了CPU的开销，提高了系统的整体效率。
• ‌并行性‌：在数据传输过程中，CPU可以继续执行其他任务，实现了CPU和I/O设备的并行工作。
• ‌硬件开销大‌：DMA方式需要额外的硬件支持，如DMA控制器，因此硬件开销较大。

4. ‌DMA方式的应用场景‌

DMA方式适用于需要高速、大批量数据传输的场景，如磁盘机、磁带机、高速通信设备等。
DMA传输方式 (传输方式：IPsec的一种操作方式。它加密每个分组的数据部分，但不改变头部) 只是减轻了CPU的工作负担；系统总线仍然被占用。特别是在传输大容量文件时，CPU的占用率可能不到10%，但是用户会觉得运行部分程序时系统变得相当的缓慢。主要原因就是在运行这些应用程序（特别是一些大型软件），操作系统也需要从系统总线传输大量数据；故造成过长的等待时间。

传送方式

5. ‌DMA方式与中断方式的区别‌

• ‌中断方式‌：每次数据传输后都会触发中断，CPU需要频繁干预，适用于低速、小批量数据传输。
• ‌DMA方式‌：仅在数据传输的开始和结束阶段触发中断，减少了CPU的干预次数，适用于高速、大批量数据传输。

6. ‌DMA方式的步骤‌

• ‌预处理阶段‌：CPU设置DMA控制器的参数，如起始地址、数据长度等。
• ‌正式传送阶段‌：DMA控制器接管总线，进行数据传输。
• ‌后处理阶段‌：数据传输完成后，DMA控制器会以中断的方式通知CPU可以使用内存，并把总线控制权交还给CPU。在这种DMA传送过程中，CPU基本处于不工作状态或者说保持状态。

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