Acceso Directo A Memoria

Acceso directo a memoria (DMA)

¿Para qué se utiliza el DMA?
La tecnología DMA se utiliza para permitir a los procesadores hacer otros trabajos y que los periféricos transfieran los datos ellos mismos, con la consiguiente mejora del rendimiento.
DMA es una característica esencial en todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes velocidades comunicarse sinsometer a la CPU a una carga masiva de interrupciones.
Considerar el siguiente ejemplo. Cuando se va a leer una línea desde el teclado, el primer carácter escrito es enviado al computador. Cuando el carácter es recibido por el controlador, éste interrumpe al CPU. El CPU le da servicio a la interrupción y luego continua con el proceso que estaba ejecutando. Esto es posible cuando el dispositivo es muylento comparado con el CPU. Entre un carácter y otro, el CPU lleva a cabo gran cantidad de procesamiento. Pero ¿qué sucede cuando estamos trabajando con dispositivos de E/S más veloces? Tendríamos interrupciones muy seguidas y se estaría desperdiciando mucho tiempo.
Para evitar esto, se utiliza DMA para dispositivos de E/S de alta velocidad. El controlador del dispositivo transfiere un bloque dedatos desde o para sus buffers de almacenamiento a memoria directamente sin intervención del CPU. Solo se produce una interrupción por bloque en lugar de tener una interrupción por cada byte (o palabra).
¿Qué función realiza el DMA?
El acceso directo a memoria (DMA, del inglés direct memory access) permite a cierto tipo de componentes de una computadora acceder a la memoria del sistema paraleer o escribir independientemente de la unidad central de procesamiento (CPU) principal. El CPU interviene solo al comienzo y al final de la transferencia.
DMA es una característica esencial en todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes velocidades comunicarse sin someter a la CPU a una carga masiva de interrupciones.
Una transferencia DMA consisteprincipalmente en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro. En lugar de que la CPU inicie la transferencia, la transferencia se lleva a cabo por el controlador DMA. Las transferencias DMA son esenciales para aumentar el rendimiento de aplicaciones que requieran muchos recursos.
Cabe destacar que aunque no se necesite a la CPU para la transacción de datos, sí que se necesita el bus del sistema(tanto bus de datos como bus de direcciones, por lo que existen diferentes estrategias para regular su uso, permitiendo así que no quede totalmente acaparado por el controlador DMA.
El sistema DMA dispone de algunos elementos hardware auxiliares que lo convierten en un subsistema autónomo dentro del bus externo.  Estos elementos son:
Ciertas líneas dedicadas en el bus de control.
Unprocesador específico, el DMAC ("DMA Controller"), que permite que puedan realizarse estos intercambios sin apenas intervención del procesador.
Pequeñas zonas auxiliares de memoria, conocidas como Registros de página.
Líneas de control
El bus de control tiene líneas específicas para este tipo de intercambios, de forma que el DMA es un subsistema autónomo dentro del mecanismo general de intercambio dedatos y control del bus.  Son las siguientes:
Líneas DRQ1 a DRQ3 ("DMA request").  Utilizadas por los dispositivos que necesitan efectuar un acceso directo a memoria.
Líneas DACK1 a DACK3 ("DMA acknowledge").  Se utilizan para acusar recibo de la petición DRQ correspondiente.
AEN ("Access Enabled")  Cuando esta señal está alta, el controlador DMA tiene control sobre ciertas líneas delbus; precisamente las que gobiernan los intercambios con memoria y puertos (MEMR, MEMW, IOR, IOW, Etc).
MEMR ("Memory Read")  Cuando se activa, esta señal indica a la memoria conectada al bus que escriba los datos en el bus de datos.
MEMW ("Memory Write") Cuando se activa, indica a la memoria que almacene los datos situados en el bus de datos.
Conexiones del controlador DMA con las...