Question

什么是中断控制器？什么是DMA控制器？

Answer 1

DMA（Direct Memory Access） ，即直接存储器存取，是一种快速传送数据的机制。数据传递可以从适配卡到内存，从内存到适配卡或从一段内存到另一段内存。DMA技术的重要性在于，利用它进行数据传送时不需要CPU的参与。每台电脑主机板上都有DMA控制器，通常计算机对其编程，并用一个适配器上的ROM(如软盘驱动控制器上的ROM)来储存程序，这些程序控制DMA传送数据。一旦控制器初始化完成，数据开始传送，DMA就可以脱离CPU，独立完成数据传送。
在DMA传送开始的短暂时间内，基本上有两个处理器为它工作，一个执行程序代码，一个传送数据。利用DMA传送数据的另一个好处是，数据直接在源地址和目的地址之间传送，不需要中间媒介。如果通过CPU把一个字节从适配卡传送至内存，需要两步操作。首先，CPU把这个字节从适配卡读到内部寄存器中，然后再从寄存器传送到内存的适当地址。DMA控制器将这些操作简化为一步，它操作总线上的控制信号，使写字节一次完成。这样大大提高了计算机运行速度和工作效率。
计算机发展到今天，DMA已不再用于内存到内存的数据传送，因为CPU速度非常快，做这件事，比用DMA控制还要快，但要在适配卡和内存之间传送数据，仍然是非DMA莫属。要从适配卡到内存传送数据，DMA同时触发从适配卡读数据总线(即I/O读操作)和向内存写数据的总线。激活I/O读操作就是让适配卡把一个数据单位(通常是一个字节或一个字)放到PC数据总线上，因为此时内存写总线也被激活，数据就被同时从PC总线上拷贝到内存中。
对于每一次写操作，DMA控制器都控制地址总线，通知应将数据写到哪段内存中去。 DMA控制数据从内存传送到适配卡的方法与上面类似。对每一个要传送的单位数据，DMA控制器激活读内存和I/O写操作的总线。内存地址被放到地址总线上，像从适配卡到内存传送数据一样，以数据总线为通道，数据从源地址直接传送到目的地址。 DMA从DMA请求线(DREQ)上接收DMA请求，正像中断控制器从中断请求线(IRQ)上接收中断请求一样。
一个典型的从适配卡到内存的数据传送是这样进行的，首先，对DMA控制器编程，写入数据要到达的内存地址和要传送的字节数。适配器可以开始传送数据时，它将激活DREQ线，与DMA控制器连通。DMA控制器在与CPU取得总线控制权后，输出内存地址，发送控制信号，使得一个字节或一个字从适配器读出并写入相应内存中，然后更新内存地址，指向下一个字节(或字)要写入的地址，重复上面的操作，直至数据传送完毕。对控制器进行不同编程，就可以实现单字节传送(即每传送一个字节都要求一个DREQ信号)或块数据传送(即全部数据传送只需要一个DREQ信号)。
如果你要往计算机中插一块适配卡，而且适配卡使用DMA，通常安装程序会让你选择一个DMA通道，设定DIP开关或跳线，来为相应适配器设置DMA通道。尽管从理论上讲，只要不是同时使用DREQ线，不同的适配卡可以共享这条线的，但是按常规，我们最好为每个适配卡单独安排一个DMA通道，这样就可以保证不会发生DMA冲突。附表是DMA的缺省分配情况。通道 功能 通道 功能 O 空闲 4 用于级联DMA控制器 1 空闲 5 空闲 2 软盘 6 空闲 3 空闲 7 空闲 从中可以看出，DMA通道2和4已被占用，在大多数微机上，通道1、3、5、6和7可由你任意分配。我们平时最好对自己的计算机上DMA通道的分配情况记录下来，以免我们向计算机增加新硬件时出现两个适配卡共用一个通道，导致冲突。
DMA---Direct Memory Access，直接内存访问，是一种数据传输模式。DMA方式下由于不直接访问计算机的CPU，而直接在RAM与设备之间传输，因而大大提高了数据传输速度。
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。