DMA模式

　　DMA的英文拼写是“Direct Memory Access”，汉语的意思就是直接内存访问，是一种不经过CPU而直接从内存了存取数据的数据交换模式。PIO模式下硬盘和内存之间的数据传输是由CPU来控制的；而在DMA模式下，CPU只须向DMA控制器下达指令，让DMA控制器来处理数的传送，数据传送完毕再把信息反馈给CPU，这样就很大程度上减轻了CPU资源占有率。DMA模式与PIO模式的区别就在于，DMA模式不过分依赖CPU，可以大大节省系统资源，二者在传输速度上的差异并不十分明显。DMA模式又可以分为Single-Word DMA（单字节DMA）和Multi-Word DMA（多字节DMA）两种，其中所能达到的最大传输速率也只有16.6MB/s。

　　DMA 传送方式的优先级高于程序中断，两者的区别主要表现在对CPU的干扰程度不同。中断请求不但使CPU停下来，而且要CPU执行中断服务程序为中断请求服务，这个请求包括了对断点和现场的处理以及CPU与外设的传送，所以CPU付出了很多的代价；DMA请求仅仅使CPU暂停一下，不需要对断点和现场的处理，并且是由DMA控制外设与主存之间的数据传送，无需CPU的干预，DMA只是借用了一点CPU的时间而已。还有一个区别就是，CPU对这两个请求的响应时间不同，对中断请求一般都在执行完一条指令的时钟周期末尾响应，而对DMA的请求，由于考虑它得高效性，CPU在每条指令执行的各个阶段之中都可以让给DMA使用，是立即响应。

　　DMA主要由硬件来实现，此时高速外设和内存之间进行数据交换不通过CPU的控制，而是利用系统总线。DMA方式是I/O系统与主机交换数据的主要方式之一，另外还有程序查询方式和中断方式。

设备间直接传送数据，是一种完全由硬件完成I/O操作的方式。

3、    DMA控制器8237

1)  DMA控制原理（工作过程）

（1） 外设向DMA控制器发出DMA请求；

（2） DMA控制器向CPU发出总线请求信号；

（3） CPU执行完现行的总线周期后，向DMA控制器发出响应请求的回答信号

（4） CPU将控制总线，地址总线及数据总线让出，由DMA控制器进行控制；

（5） DMA控制器向外部设备发出DMA请求回答信号；

（6） 进行DMA传送；

（7） 数据传送完毕，CPU重新控制总线。

2)  可编程DMA控制器8237A

1）  8237A内部的基本结构

    DMAC8237A主要由命令寄存器、状态寄存器、读/写逻辑、控制逻辑和4个结构完全相同的DMA通道组成。

    2)命令寄存器和状态寄存器，都是8问，四通道共用。

    3)当8237A在系统总线中处于从属状态时，读写逻辑用来接收由CPU输入的读写控制信号和端口地址等信息；当8237A处于主控状态时，则通过它发出读写控制信号和地址信息

    4) 控制逻辑主要用来向CPU发出总线请求（HRQ），得到CPU认可（HLDA）进入主控状态后，由它发出各种控制信号。

    5) 四个通道的结构完全一样，通道内基本地址寄存器和当前地址寄存器合用一个端口，基本字节计数器合当前字节计数器合用一个端口地址，当CPU写入操作时，上述两组寄存器可同时得到相应的数值，但基本地址寄存器合基本字节计数器是不能被读出的。由于他们均为16位寄存器，因此高低字节的读写由先后触发器的状态决定。通道中的方式寄存器由编程写入，由方式控制字最低两位（D1、D2）状态决定所选通道。

   （2） 8237A的四种数据传送方式；

     字节传送方式：每申请一次总线请求仅传送一个字节

     l) 块传送方式：8237A由DREQ启动后连续传送数据（内部进行地址修改及字节技术），直至全部数据传送结束或由EOP终止DMA。

    2)请求传送方式：连续传送过程中有以下情况之一即终止传送：a）字节计数器为零；b）外界EOP信号产生；c）外设数据已传送完。

    3) 级连方式：多片8237A组成主从式DMA时使用

   （3） 8237A的编程控制字

   8237A所有工作均可通过编程完成，它共有6中控制和状态字，包括命令字、方式字、请求字、屏蔽字、综合屏蔽字和状态字。