Ny fidirana amin'ny fahatsiarovana mivantana (DMA) dia fomba iray ahafahan'ny solosaina mamindra angon-drakitra amin'ny fomba mahomby kokoa. Raha tokony hikarakara ny famindrana rehetra ny CPU, ny mpanara-maso DMA dia mandefa angon-drakitra mivantana eo anelanelan'ny fahatsiarovana sy ny fitaovana. Izany dia mamonjy fotoana, mampihena ny fanjifana herinaratra, ary mamela ny CPU hifantoka amin'ny asa hafa.
Topimaso momba ny fidirana amin'ny fahatsiarovana mivantana
Ny Direct Memory Access, na DMA, dia fomba ampiasain'ny solosaina mba hamindrana ny angon-drakitra amin'ny fomba mahomby kokoa. Ny CPU dia manara-maso ny fandefasana fampahalalana avy amin'ny toerana iray mankany amin'ny toerana iray hafa ao anatin'ny solosaina. Mitaky fotoana izany ary mitazona ny CPU ho sahirana amin'ny asa kely.
Miaraka amin'ny DMA, ny ampahany manokana amin'ny rafitra antsoina hoe mpanara-maso DMA dia mandray an-tanana ity asa ity. Izy io dia ahafahan'ny fitaovana mandefa na mandray angon-drakitra mivantana avy amin'ny fahatsiarovana ny solosaina nefa tsy manao ny CPU hikarakara ny dingana rehetra. Raha mbola mitranga ny famindrana, ny CPU dia afaka manohy miasa amin'ny asa hafa.
Ity fametrahana ity dia mahatonga ny rafitra hihazakazaka tsara kokoa satria ny CPU dia tsy miadana amin'ny alàlan'ny hetsika data tsy tapaka. Izy io koa dia manampy amin'ny fitsitsiana herinaratra ary manatsara ny fahombiazan'ny solosaina amin'ny ankapobeny.
Endri-javatra fidirana amin'ny fahatsiarovana mivantana
Famindrana data haingam-pandeha
Ny DMA dia mamela ny famindrana haingana ny angon-drakitra lehibe tsy misy fandraisan'anjaran'ny CPU, manatsara ny famokarana vokatra.
Fandefasana CPU
Ny CPU dia afaka amin'ny asa miverimberina miverimberina, mamela azy io ho an'ny kajy.
Fampihenana ny fiatoana
Ny DMA dia manamaivana ny isan'ny fanelingelenana raha oharina amin'ny I / O voalamina, mampihena ny rafitra.
Fahatsiarovana mivantana
Ny peripherals dia afaka mamaky mivantana na manoratra amin'ny fahatsiarovana, misoroka ny kopia fanampiny amin'ny CPU.
Fanohanana multi-channel
Ny mpanara-maso DMA maoderina dia manohana fantsona tsy miankina marobe, ahafahana mamindra miaraka.
Fahaizan'ny famindrana fipoahana
Ny DMA dia manohana ny fomba fipoahana, mamindra angon-drakitra amin'ny renirano iray mitohy ho an'ny fahombiazana.
Laharam-pahamehana sy fanelanelanana
Ny mpanara-maso DMA dia mampiasa ambaratonga laharam-pahamehana mba hanapa-kevitra hoe iza amin'ireo fantsona no mahazo miditra amin'ny fiara fitadidiana.
Fomba famindrana
Manohana fomba samihafa toy ny tokana, sakana, fipoahana, ary famindrana mifototra amin'ny fangatahana arakaraka ny filan'ny rafitra.
Mifanentana amin'ny fiara fitateram-bahoaka maro
Miara-miasa amin'ny fiara fitateram-bahoaka isan-karazany ho an'ny fampidirana malefaka.
Fahadisoana Detection sy Handling
Maro ny rafitra DMA dia ahitana ny fanaraha-maso ny parity na ny fanitsiana ny fahadisoana mba hiantohana ny fahamendrehan'ny angona.
Famindrana fahatsiarovana ho fahatsiarovana
Ny mpanara-maso DMA sasany dia mamela ny fandikana mivantana ny angon-drakitra avy amin'ny toerana fahatsiarovana iray mankany amin'ny iray hafa nefa tsy mila fitsabahana CPU.
Fandidiana DMA tsikelikely
| Dingana | Inona no mitranga? | Famantarana / Hetsika |
|---|---|---|
| 1 | Ny fitaovana dia mangataka serivisy DMA. | DRQ (DMA Request) tsipika mavitrika |
| 2 | Ny mpanara-maso DMA dia mangataka ny fanaraha-maso ny fiara fitateram-bahoaka rafitra. | BR (Fangatahana fiara fitateram-bahoaka) |
| 3 | Ny CPU dia mamoaka vonjimaika ny fiara fitateram-bahoaka ho an'ny mpanara-maso DMA. | BG (Bus Grant) |
| 4 | Ny mpanara-maso DMA dia mametraka ny adiresy fahatsiarovana sy ny isan'ny teny (vondrona data) hafindra. | Adiresy sy fanisana |
| 5 | Ny angon-drakitra dia nafindra mivantana teo anelanelan'ny fitaovana I / O sy ny RAM, mandingana ny CPU. | Famindrana mivantana |
| 6 | Aorian'ny famitana, ny mpanara-maso DMA dia mampahafantatra ny CPU. | INTR (Tapaka) |
DMA Controller sy ny fifandraisany
Ny ampahany lehibe dia ny CPU, ny fahatsiarovana, ny mpanara-maso DMA, ary ny fitaovana fampidirana / output (I / O). Ny mpanara-maso DMA dia manara-maso ny famindrana ny angon-drakitra eo anelanelan'ny fahatsiarovana sy ny fitaovana I / O nefa tsy mila ny CPU hanao ny asa rehetra.
Rehefa mila mandefa na mandray angon-drakitra ny fitaovana I / O dia mandefa fangatahana amin'ny mpanara-maso DMA izy. Ny mpanara-maso dia mangataka fahazoan-dàlana amin'ny CPU hampiasa ny fiara fitateram-bahoaka rafitra, izay lalana lehibe indrindra ho an'ny angon-drakitra ao anatin'ny solosaina. Raha vantany vao mamela izany ny CPU, ny mpanara-maso DMA dia mifehy ary mamindra ny angon-drakitra mivantana eo anelanelan'ny fahatsiarovana sy ny fitaovana I / O. Rehefa vita ny famindrana dia mampahafantatra ny CPU fa vita ny asa.
Ny sary koa dia mampiseho ireo tsipika samihafa izay mitondra vaovao. Ny tsipika adiresy (volondavenona) dia manapa-kevitra hoe aiza no tokony halehan'ny angon-drakitra, ny tsipika data (maitso) dia mitondra ny tena vaovao, ary ny tsipika fanaraha-maso (volomboasary) dia mitantana ny dingana. Ny fiara fitateram-bahoaka DMA dia mampifandray fitaovana I / O maromaro amin'ny mpanara-maso. Ity fametrahana ity dia manampy ny rafitra hikarakara ny angon-drakitra tsara kokoa ary mitazona ny CPU maimaim-poana amin'ny asa hafa.
Ny fomba famindrana DMA sy ny fahasamihafany
| Fomba | Ahoana ny fomba fiasan'izy io | Hafainganam-pandeha | Fiantraikan'ny CPU |
|---|---|---|---|
| Fomba fipoahana | Mamindra ny angon-drakitra manontolo amin'ny filaharana mitohy iray | Tena avo | Najanona ny CPU mandra-pahatapitry ny famindrana |
| Halatra bisikileta | Mamindra teny iray isaky ny tsingerin'ny fiara fitateram-bahoaka, mifamatotra amin'ny tsingerin'ny CPU | Antonony | Nihena kely ny CPU, saingy tsy nijanona |
| Fomba mangarahara | Famindrana raha tsy miasa ny CPU na tsy mampiasa fiara fitateram-bahoaka | Ambany | Ny CPU dia mandeha tsy misy fiatoana |
DMA Main Styles
Bus Mastering (First-Party DMA)
Ao amin'ny fifehezana fiara fitateram-bahoaka, ny fitaovana dia mandray ny anjara asan'ny mpanara-maso ny fiara fitateram-bahoaka amin'ny rafitra. Midika izany fa afaka mamaky mivantana na manoratra amin'ny fahatsiarovana tsy misy fanaraha-maso CPU tsy tapaka. Satria ny fitaovana dia mitantana ny famindrana azy manokana, ny dingana dia tena haingana sy mahomby. Ny singa maoderina toy ny PCIe GPUs, NVMe drives, ary karatra tambajotra dia matetika mampiasa an'io fomba io. Ny CPU dia maimaim-poana mandritra ireo famindrana ireo, izay manatsara ny fahombiazan'ny rafitra amin'ny ankapobeny.
DMA an'ny antoko fahatelo (mifototra amin'ny mpanara-maso)
Amin'ity modely ity, ny mpanara-maso DMA foibe dia miandraikitra ny fikarakarana ny famindrana angon-drakitra amin'ny anaran'ny fitaovana maromaro. Ny fitaovana tsirairay dia mandefa ny fangatahany amin'ny mpanara-maso, izay mifehy ny fiara fitateram-bahoaka mba hamindra ny angon-drakitra. Ity fomba ity dia fenitra amin'ny rafitry ny solosaina teo aloha ary mbola mahazatra amin'ny microcontrollers izay tsy maintsy mijanona ho tsotra sy mahomby ny fitaovana. Miadana kokoa noho ny fiara fitateram-bahoaka izy io satria ny fitaovana rehetra dia mizara ny mpanara-maso mitovy, izay mampiditra ny fotoana fiandrasana sy ny overhead.
Manaparitaka DMA
Amin'ny tranga maro, ny angon-drakitra ao amin'ny fahatsiarovana dia tsy voatahiry ao anatin'ny tsipika mahitsy iray. Azo zaraina amin'ny toerana samihafa izy io. Ny Scatter-Gather DMA dia ahafahana mamindra ireo angon-drakitra rehetra ireo indray mandeha, na dia miparitaka aza izany.
Ny mpanara-maso DMA dia mitazona ny lisitry ny toerana misy ny angon-drakitra tsirairay. Avy eo dia manaraka an'io lisitra io izy mba hanangonana ireo sombin-javatra ary hamindra azy ireo ho toy ny sakana tokana.
Tombontsoa azo avy amin'ny Scatter-Gather DMA
• Mifindra miparitaka angon-drakitra tsy misy dingana fanampiny.
• Mila famantarana kely kokoa amin'ny CPU.
● Mahatonga ny famindrana angon-drakitra haingana sy milamina kokoa.
• Mitsitsy toerana fahatsiarovana amin'ny alàlan'ny fisorohana ny kopia fanampiny.
DMA sy Cache Synchronization
Ny DMA dia mamindra ny angon-drakitra mivantana eo anelanelan'ny fitaovana sy ny fahatsiarovana, raha matetika ny CPU dia miasa miaraka amin'ny cache manokana. Noho izany, ny CPU sy ny DMA indraindray dia afaka mahita dikan-teny samihafa amin'ny angon-drakitra mitovy. Olana izany satria raha mbola manana angon-drakitra taloha ny cache CPU, dia mety tsy hiraharaha ny fanovana nataon'ny fitaovana. Raha toa ka tsy manana angon-drakitra vaovao ao amin'ny cache ny CPU, dia afaka mamaky ny soatoavina efa lany andro avy amin'ny fahatsiarovana ilay fitaovana. Izy io dia voafehy amin'ny:
• Ny CPU dia afaka manala ny cache alohan'ny famakiana ny fitaovana, noho izany ny fahatsiarovana dia manana ny angon-drakitra vaovao.
• Ny CPU dia afaka manafoana ny cache aorian'ny fanoratana ny fitaovana, noho izany dia mampiditra ny angon-drakitra nohavaozina avy amin'ny fahatsiarovana.
• Ny processeur maoderina dia mampiasa DMA cache-coherent, izay mitantana izany ho azy.
Ny anjara asan'ny IOMMU amin'ny fiarovana DMA
| Endri-javatra | Asa | Tombontsoa |
|---|---|---|
| Sarintany adiresy | Mandika ny fangatahana DMA amin'ny adiresy fahatsiarovana manan-kery | Misoroka ny kolikoly tsy nahy na manimba ny angon-drakitra |
| Fitokana-monina | Mametra ny fitaovana tsirairay amin'ny faritra fahatsiarovana nomena azy | Miaro ny rafitra amin'ny fitaovana diso na ratsy |
| Fanohanana 64-bit | Manitatra ny adiresy mihoatra ny fetra 32-bit | Manohana fitaovana maoderina miaraka amin'ny fepetra takiana amin'ny fahatsiarovana lehibe |
Olana momba ny fiarovana: Fanafihana sy fiarovana DMA
Loza mety hitranga amin'ny fiarovana
• Fangalarana data amin'ny alàlan'ny fidirana DMA tsy nahazoana alalana.
• Fampidirana malware ao amin'ny fahatsiarovana ny rafitra.
• Fanafihana an-trano ratsy amin'ny solosaina finday ny Thunderbolt.
2 Fiarovana
• Alefaso ny IOMMU / VT-d / AMD-Vi.
• Ampiasao ny fiarovana ny Kernel DMA (Windows).
• Esory ny seranan-tsambo ivelany tsy ampiasaina.
• Ampiasao ny PCs azo antoka sy ny fameperana BIOS / UEFI.
Fampiharana samihafa amin'ny DMA
Famindrana kapila sy fitehirizana
Ny DMA dia mamela ny kapila mafy, SSD, ary kapila optika hamindra angon-drakitra lehibe mivantana ao amin'ny fahatsiarovana nefa tsy mavesatra ny CPU.
Interface amin'ny tambajotra
Ny karatra tambajotra dia mampiasa DMA mba hamindrana haingana ny fonosana miditra sy mivoaka, ahafahana mifandray haingam-pandeha nefa tsy mampihena ny processeur.
Fanodinana feo sy horonan-tsary
Ny karatra feo, ny processeur sary, ary ny fitaovana fisamborana horonantsary dia miantehitra amin'ny DMA mba hiatrehana ny angon-drakitra mitohy miaraka amin'ny latency kely.
Rafitra namboarina
Ny microcontrollers dia mampiasa DMA mba hamoahana ny hetsika miverimberina (toy ny famakiana ADC na buffers UART), manafaka ny tsingerin'ny CPU ho an'ny asa fanaraha-maso.
Sary Rendering
Ny GPU dia mampihatra DMA ho an'ny fampidirana sy ny fanavaozana ny buffer frame, manohana ny fandikana malefaka amin'ny lalao sy ny fampiharana hita maso.
Famaranana
Ny Direct Memory Access (DMA) dia manatsara ny fahombiazan'ny solosaina amin'ny alàlan'ny famindrana ny angon-drakitra mivantana eo anelanelan'ny fahatsiarovana sy ny fitaovana nefa tsy miankina amin'ny CPU. Izany dia mampihena ny fahatarana, mampihena ny fampiasana herinaratra, ary mamela ny fandidiana milamina kokoa amin'ny asa toy ny fitehirizana, tambajotra ary sary. Miaraka amin'ny fikirakirana ny fahadisoana sy ny fiarovana, ny DMA dia mijanona ho fomba azo itokisana amin'ny famindrana haingana sy mahomby.
Fanontaniana napetraka matetika [FAQ]
Inona no maha samy hafa ny DMA amin'ny I / O voalamina?
Ny DMA dia mamindra ny angon-drakitra amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso, raha ny I / O kosa dia miankina amin'ny CPU isaky ny famindrana.
Ahoana no ahafahan'ny DMA mamonjy herinaratra?
Manafaka ny CPU amin'ny famindrana tsy tapaka izy io, mamela azy hiditra matetika amin'ny fanjakana ambany.
Inona no fahatsiarovana azon'ny DMA idirana?
Ny DMA dia afaka miditra amin'ny RAM rafitra, fahatsiarovana horonan-tsary, fahatsiarovana buffer, ary indraindray mandika ny angon-drakitra eo anelanelan'ny faritra fahatsiarovana.
Afaka mitantana fitaovana maro indray mandeha ve ny DMA?
Eny, ny mpanara-maso DMA dia mampiasa ny laharam-pahamehana sy ny fanelanelanana mba hanapa-kevitra hoe iza no fitaovana famindrana voalohany.
Inona avy ireo fetra lehibe indrindra amin'ny DMA?
Tsy mahomby amin'ny famindrana kely izy io ary mety hiteraka tsy fitovian-kevitra amin'ny cache raha tsy misy ny fampifanarahana araka ny tokony ho izy.
Nahoana no zava-dehibe ny DMA amin'ny rafitra tena izy?
Izy io dia manome famindrana angon-drakitra haingana sy ambany mba hahafahan'ny CPU mifantoka amin'ny asa manakiana ny fotoana.
