美团笔试题：DMA的基本概念

有这样一道美团笔试题：

关于DMA 的说法，哪些是错误的？

A．DMA，Direct Memory Access 直接存储器访问，使得不同速度的硬件设备可以直接通信，不通过 CPU 干预

B．DMA 访问的时候需要从 CPU 那里夺得总线控制权

C．DMA 速度快

D．DMA 不需要中断控制

答  案：A、D

解   析： DMA 是 Direct Memory Access 的缩写，翻译为直接存储器访问。 DMA 是一种 I/O 方式，主要用于像磁盘一类的快速设备与主机交换数据。这类设备采用成批数据传送方式，一旦启动设备进行数据传输，设备便以较高的数据传输率读出或写入数据。

DMA方式下，为了控制外设和主存直接交换数据，需要有专门的数据传送控制电路，通常把这样的控制逻辑称为DMA控制器。整个过程分以下三个阶段：

（1）DMA控制器初始化。首先，对DMA控制器和设备接口中的参数寄存器进行初始化，以设定主存首地址、传送数据个数、传送方向（读出/写入）、设备地址（如磁头号、磁道号、起始扇区号）等，这些初始化工作由CPU执行指令完成。初始化工作的最后是向外设接口发送启动读或写的命令。

（2）DMA传送。外设接口接受到CPU送来的启动命令后，就开始控制设备进行读或写操作，当外设准备好数据以后，外设接口就会向DMA控制器发送相应的“DMA请求”信号，DMA控制器接受到该信号后，就会向CPU发送“总线请求”信号，要求CPU释放总线，请求由DMA控制器控制总线以进行外设和主存之间的数据交换。CPU总是在一个总线事务结束后让出总线。DMA控制器每传送一个数据，就使数据个数计数器减1。当该计数器为0时，表示传送过程结束。此结束信号被送到外设接口，引起外设接口向CPU发送一个“DMA传送结束”中断请求。

（3）DMA结束处理。当CPU接收到“DAM传送结束”中断请求后，就调出相应的中断服务程序进行DMA结束处理。

选项A中前半部分的描述是正确的，但是，显然，“DMA使得不同速度的硬件设备可以直接通信，不通过 CPU 干预”这句话存在问题。首先，DMA传送方式用于快速设备和主存之间直接交换数据，而不是用于不同速度的设备之间直接通信；其次，DMA传送之前和DMA传送之后，还是需要CPU参与，并不是完全不需要CPU干预。

选项B是正确的。如果在DMA需要访问主存时，正好CPU也正好需要访问主存或正在访问主存，那么，DMA控制器的优先级比CPU的优先级更高，CPU会让出总线。如果DMA需要访问主存时，总线正好是空闲的，那么，DMA控制器可直接使用总线。

选项C是正确的。无论把“DMA速度快”理解成“采用DMA方式进行输入输出时外设和主机之间的数据传输速度快”，还是理解成“采用DMA方式进行输入输出时CPU利用率高，从而使得整个系统的处理速度加快”，把“DMA”和“速度快”关联起来总是正确的。

选项D是错误的。DMA控制输入输出方式下，在DMA传送结束时，外设会向CPU发出“DMA传送结束”中断请求，由CPU执行中断服务程序来进行DMA结束处理。

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