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DMA（Direct Memory Access）专文

工作原理

DMA，即直接存储器存取，是一种高效的数据传输机制。它允许外部设备直接与系统内存进行数据交换，而无需通过CPU进行介入。传统的数据传输方式依赖于CPU的控制，而这种方式在面对高速外设或批量数据传输时往往效率低下。DMA通过模拟中断机制，利用专用硬件（DMA控制器）来管理总线接管和数据传送，从而提高了整体系统的性能。

DMA控制器需要具备以下核心功能：

通过DMA，系统可以在高效处理高频I/O设备或大容量数据传输任务时，充分释放CPU处理能力。

传送方式

随着大规模集成电路技术的进步，DMA不再局限于内存与外设之间的数据交换。它已扩展为支持多种场景下的高速数据传输，包括：

• 内存区域间的数据传输
• 两种高速外设之间的数据交换
• 两个存储器区域之间的高效通信

核心实现核心是DMAC（DMAController），这是一个专用的硬件模块。其主要功能包括接管总线控制、地址指针管理、数据块处理等。在操作过程中，DMAC需要根据外设的数据准备状态（如准备信号）和总线传输同步机制来确保数据传输的准确性与高效性。

传送方式主要有两种：

在实际应用中，DMA控制器需要根据具体需求选择最优的传送方式。

DMA与CPU调度

在实际系统中，DMA控制器需要与CPU进行内存使用的协调与分时互配。为了实现这一点，DMA控制器可采用以下调度方式：

这种调度方式设计的目标是二者能够和谐共存，充分发挥系统性能。