DMA(Direct Memory Access)是一种计算机技术,用于在不需要CPU干预的情况下,数据直接在IO设备和内存之间传输。而DMA通道就是连接IO设备和内存的通道。DMA通道可以在数据传输时卸载CPU,从而提高数据传输速度,减少CPU的负载压力。DMA通道一般由专门的DMA控制器管理。
CPU和DMA通道最大的区别在于,数据传输期间,CPU需要先向设备发送命令,接收到命令后开始传输数据,直到传输完成后接收设备的中断请求。而DMA通道则可实现直接内存访问,无需CPU干预。DMA通道可以使用DMA控制器设定传输起点,终点和传输字节数等,然后直接复制数据到内存,无需中断CPU的运算。这种优化可以是很显著的,DMA传输速度一般比CPU处理速度快得多。
PIO(Programmed Input/Output)是CPU进行数据传输的方式,CPU需要对数据传输进行控制,从而增加了CPU的负担。而DMA控制器可以在数据传输期间与设备交互,从而降低CPU的负载。相比PIO,DMA传输速度更快且更具有效性。PIO可以用于I/O操作调试及错误分析,但在实际应用中,通常使用DMA传输。
主要有以下几种情况:
1、在DMA通道管理下的所有内存访问是由DMA控制器直接控制。通常情况下,DMA通道的地址转换功能由DMA控制器承担,因此DMA通道和CPU之间具有类似透明的访问关系;
2、DMA传输时,在DMA控制器和内存之间可以进行预先设置,包括传输起点,终点,传输大小和传输边界对齐方式。CPU无需处理这些细节,可以专注于完成其他任务;
3、DMA传输是异步的,可以同时传输多个数据块,极大地提高了内存传输效率。