DMA控制器和I/O处理器有什么区别

Question

给定起始内存地址和字数，DMA 控制器在 CPU 处理其他进程时传输数据。输入输出处理器也处理给定起始地址和字数的 I/O 进程..（如果我有错误，请纠正我）

那么 IOP 和 DMA 控制器在功能上有什么区别呢？

Answer 1

在内存特定的 I/O 操作中（简单的示例指令，如 MIPS 处理器中的 lw $r1,$r2,16），CPU 需要从内存中获取数据，以方便 I/O 操作。因此CPU必须暂停任何其他操作并监视内存读/写操作，直到它未完成。换句话说，只要在没有 DMA 的情况下进行读/写操作，CPU 就会被完全占用。如果处理器在这段时间是空闲的，那么处理器可以执行一些其他指令。

直接内存访问（DMA）：

DMA 提供了这种功能，以最少的 CPU 干预来执行内存特定操作。当任何 I/O 设备需要内存访问时。它向CPU发送DMA请求（以中断的形式）。CPU 通过向数据总线提供适当的授权信号来启动传输。并将控制权传递给 DMA 控制器，后者控制其余的数据传输并将数据直接传输到 I/O 设备。在此期间，CPU 继续执行其他指令。一旦读/写操作完成（或发生任何异常），DMA 控制器就会启动中断并通知处理器有关读/写操作的状态。

这样，读/写操作也被执行，并且CPU在此期间还执行一些其他指令。然而，DMA的初始化仍然需要CPU的干预。因此整体性能得到最大化。

输入/输出处理器

您可以按照 DMA 方法来思考 I/O 处理器。 I/O处理器通常用于大型计算机系统，是一种协处理器，除了传输数据之外还能够执行指令。顺便说一句，协处理器指令系统与中央处理器不同。

CPU可以通过初始化基本操作（例如启用数据路径和设置参与操作的I/O设备）来执行I/O特定程序。然后它将任务传输给I/O处理器，然后I/O处理器执行其余的任务并在完成后通知处理器。同时处理器执行其他重要指令。

I/O处理器本质上是一个小型DMA专用处理器，可以执行有限的输入和输出指令，并且可以被多个外设共享。

I/O处理器解决了两个问题：

• 输入和输出的工作由CPU承担。虽然DMA不需要CPU来进行外设和内存之间的数据交换，但它只是减轻了CPU的负担。因为在DMA中，输入输出的初始化仍然是由CPU完成的。
• 大型计算机系统中高速设备DMA接口共享问题。大型计算机系统的外设如此之多，以至于它所共享的DMA接口有限（小型计算机系统如PC中的每个设备都分配有一个DMA高速接口）。