在一些系統應用中,微處理器可能會遇到一些限制和瓶頸。比如,當處理器需要管理一個不斷發送數據的模數轉換器( ADC )時,處理器可能會被頻繁中斷,導致它很難完成其他任務。
為了解決這個問題,引入了一種被稱為直接內存訪問( DMA )的技術。DMA 可以幫助處理器在大規模或高速數據處理的任務中移動數據,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,它的唯一任務就是與存儲器和外部設備進行數據交互。
通過使用 DMA,主處理器可以成功地管理工作量較大的外設,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,甚至在后臺處理數據時進入睡眠狀態,以節省功耗。例如,在 Arm架構上,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用,比如可穿戴傳感器和智能手表,使用 DMA 技術可以帶來明顯的優勢。通過減少處理器的負擔和功耗,系統可以更高效地工作,同時延長電池的使用時間。這對于用戶來說是非常有益的。
總結一下 DMA 優缺點:
DMA 缺點
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DMA 優點
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成本
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在系統中集成 DMA 需要用到 DMA 控制器,這會使系統成本更加高昂。
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復雜性
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雖然 DMA 可以降低中斷頻率,但它會使應用固件的大小和復雜性增加。
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對平臺的依賴性
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不同制造商生產的 DMA 控制器以及同一制造商生產的不同 DMA 控制器,其內部架構不同,根據它們本身的總線訪問方案,行為特性也會不同。
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緩存區的不連續性
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在寫入存儲器體系的緩存層時,DMA 事務可能導致邏輯錯誤。使用緩存連貫的系統架構或在 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行和中斷的頻率,縮短處理數據需要耗費的 CPU 時間。
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功耗
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如果 DMA 允許處理器在 DMA 傳輸期間進入睡眠模式,則有機會盡可能降低功耗。
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并聯的操作
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根據系統總線的架構情況,處理器可以在執行外設事務時執行其他操作。
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原文標題:DMA優點多 缺點也不少
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