DMA

Koostaja

KOOSTAMISEL

Ragnar Luup AK21 2013

Sissejuhatus

Antud materjaliga lugemine eeldab arvuti riistvara tööpõhimõtteid. Arvuti kasutab andmete edastamiseks ja lugemiseks I/O seadmetelt 3 erinevat meetodit polling, katkestus ja DMA (direct memory access). Erinevaid meetodeid kasutatakse erinevates kohtades vastavalt vajadusele, kuid tänapäeva arvutis on kasutusel peamiselt DMA. DMA vahemälu kasutatakse nii protsessori, graafika kui ka paljude teiste I/O seadmete juures. Kasutatakse teda igal pool kus on vaja vahendada andmeid suures koguses ja kiirelt. Kõikjal kus kasutatakse DMA-d töötab ta paraleelselt jamärkamatult protsessoriga ja vastava seadmega millega siis parasjagu suheldakse. DMA on võrreldes teiste meetoditega palju kiirem, kuna on konkreetse riistvara osa. Samuti vähendab DMA kasutus infoläägi (latency). Kuidas kõike seda orkestrit kokku pannakse olen proovinud selles artiklis välja tuua

Ajalugu

DMA on kasutusel juba IBM PC arvutite algusaegadest peale. Alguses kasutati seda floppy ketta andmete lugemise ja kirjutamise jaoks, hiljem hakati seda kasutama ka kõvaketaste juures. Sealt on liikunud DMA kasutus igale poole, kus on tegemist erinevatel kiirustel töötavate seadmetega.

DMA tööpõhimõte

Kujutame ette arvuti riistvara ja kuidas käib käskude ja ülesannete liikumist protsessori poole (joonis A). Arvuti protsessor teeb pidevalt tööd infoga mis tuleb temale BUS pealt. DMA kontroller suhtleb aga I/O seadmetega ja paigutab informatsiooni otse mällu. Kui see info on kokku korjatud siis annab DMA kontroller protsessorile märku ja protsessor võtab töö järjekorda ning lõpetab töö infoga mis tuleb talle BUS pealt ja võtab käsile DMA kontrolleri poolt edastatava info. DMA kontroller annab protsessorile ainult mälu aadressi ja infohulga suuruse ja protsessor läheb võtab mälust vajaliku informatsiooni töötlemiseks. Pärast lõpetamist võtab protsessor tagasi BUS pealt tuleva informatsiooni töötlemise. Seda kõike on vaja selleks et ei tekiks ifokadu näiteks siis kui I/O seade on liiga kiire ja infot on palju ning protsessor ei jõua seda ära töödelda. Samamoodi kui I/O seade on liiga aeglane.

DMA edastusmeetodid

• Single reziim - Kogu info edastatakse ühe blokina protsessorile. Miinuseks on see et protsessor on kogu see aeg hõivatud ja ei võta ühtegi teist ülesannet vastu.
  
• Block reziim - Info edastamine käib tükkide kaupa. Iga natukese aja tagant käib katkestuse ja vaadatakse kas tuleb vajalikku infot BUS pealt.
  
• Demand reziim - Põhimõtteliselt kasutab DMA protsessorit kogu aeg kuni ei tule ülesandeid BUS pealt, kuid seda on suhteliselt raske teostada.

Kasutatud materjal

http://www.dave-reed.com/csc539.S05/Lectures/computer.ppt

http://cires.colorado.edu/jimenez-group/QAMSResources/Docs/DMAFundamentals.pdf

http://www.linuxjournal.com/article/7104

http://www.talktoanit.com/A+/aplus-website/lessons-io-principles.html