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轮询、中断和DMA三种方式的原理和联系

2023-05-16

CPU控制外部设备的方式：中断、轮询、DMA

  • 轮询
  • 中断
  • DMA

由于外部设备的速度差异，CPU可以使用不同的方式控制外部设备的访问。常见的方式轮询、中断和DMA。

轮询

轮询最简单，CPU通过不断地查询某个外部设备的状态，如果外部设备准备好，就可以向其发送数据或者读取数据，这种方式由于CPU不断查询总线，导致指令执行受到影响，效率非常低。

中断

中断方式克服了CPU轮询外部设备的缺点，正常情况下，CPU执行指令，不会主动去检查外部设备的状态。外部设备准备好之后，向CPU发送中断信号，CPU收到中断信号后停止当前的工作，会根据中断信号指定的设备号处理相应的设备。这种处理方式既不影响COU的工作，也能保证外部设备的数据得到及时处理，工作效率很高。

DMA

中断方式效率虽然很高，但是对于大量数据的传输就显得力不从心。大量的中断会导致CPU忙于处理中断而减少对指令的处理，效率会变的很低。对于大量的数据传输可以不通过CPU而直接传送到内存，这种方式叫做DMA（DIrect Memory Access）。使用DMA方式，外部设备在数据准备好之后只需向DMA控制器发送一个命令，把数据的地址和大小传送过去，由DMA控制器负责把数据从外部设备直接存放到内存。DMA方式适合处理大量的数据，因此越来越多的嵌入式处理器开始支持它。

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DMA

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