在一些系統(tǒng)應(yīng)用中,微處理器可能會遇到一些限制和瓶頸。比如,當(dāng)處理器需要管理一個不斷發(fā)送數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器( ADC )時,處理器可能會被頻繁中斷,導(dǎo)致它很難完成其他任務(wù)。
為了解決這個問題,引入了一種被稱為直接內(nèi)存訪問( DMA )的技術(shù)。DMA 可以幫助處理器在大規(guī)模或高速數(shù)據(jù)處理的任務(wù)中移動數(shù)據(jù),并盡量減少處理器的參與。可以將DMA控制器看作是一個輔助處理器,它的唯一任務(wù)就是與存儲器和外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
通過使用 DMA,主處理器可以成功地管理工作量較大的外設(shè),而不需要過多地參與其中。這樣,處理器就可以專注于處理其他任務(wù),甚至在后臺處理數(shù)據(jù)時進(jìn)入睡眠狀態(tài),以節(jié)省功耗。例如,在 Arm架構(gòu)上,DMA 模塊可以在低功耗模式下運行,從而延長電池的使用壽命。
對于一些需要長時間電池壽命的應(yīng)用,比如可穿戴傳感器和智能手表,使用 DMA 技術(shù)可以帶來明顯的優(yōu)勢。通過減少處理器的負(fù)擔(dān)和功耗,系統(tǒng)可以更高效地工作,同時延長電池的使用時間。這對于用戶來說是非常有益的。
總結(jié)一下 DMA 優(yōu)缺點:
DMA 缺點
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DMA 優(yōu)點
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成本
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在系統(tǒng)中集成 DMA 需要用到 DMA 控制器,這會使系統(tǒng)成本更加高昂。
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復(fù)雜性
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雖然 DMA 可以降低中斷頻率,但它會使應(yīng)用固件的大小和復(fù)雜性增加。
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對平臺的依賴性
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不同制造商生產(chǎn)的 DMA 控制器以及同一制造商生產(chǎn)的不同 DMA 控制器,其內(nèi)部架構(gòu)不同,根據(jù)它們本身的總線訪問方案,行為特性也會不同。
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緩存區(qū)的不連續(xù)性
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在寫入存儲器體系的緩存層時,DMA 事務(wù)可能導(dǎo)致邏輯錯誤。使用緩存連貫的系統(tǒng)架構(gòu)或在 DMA 完成時使緩存無效可以解決這一問題。
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CPU 時間
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DMA 可以最大限度減少需要處理器執(zhí)行和中斷的頻率,縮短處理數(shù)據(jù)需要耗費的 CPU 時間。
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功耗
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如果 DMA 允許處理器在 DMA 傳輸期間進(jìn)入睡眠模式,則有機會盡可能降低功耗。
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并聯(lián)的操作
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根據(jù)系統(tǒng)總線的架構(gòu)情況,處理器可以在執(zhí)行外設(shè)事務(wù)時執(zhí)行其他操作。
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淺談直接存儲器訪問 (DMA ) 控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理
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原文標(biāo)題:DMA優(yōu)點多 缺點也不少
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