Direkt kann wirklich direkt bedeuten

Direkt kann wirklich direkt bedeuten

Ohne den DMA-Controller wurden Daten immer über dem Umweg CPU transportiert. Dieses Video hat den Ablauf beispielhaft gezeigt.

Beispiel

Umweg über CPU

1. Kopiere ein Datenwort über das Bussystem von der Festplatte in ein Register auf der CPU.
2. Kopiere das Datenwort über das Bussystem von dem Register auf der CPU in den Hauptspeicher.

Ohne Umweg, also direkt

Mit DMA-Controller können die Daten den direkten Weg nehmen, wie das folgende Beispiel zeigt:

1. Der DMA-Controller fordert Daten beim Festplatten-Controller an.
2. Der Festplatten-Controller ist mit dem (Daten-) Bus verbunden und legt die Daten auf selbigen.
3. Der Hauptspeicher ist ebenfalls mit dem (Daten-) Bus verbunden und kann die Daten sofort entgegennehmen, dabei sorgt der DMA-Controller über Steuer- und Adressbus dafür, dass der Hauptspeicher erfährt, wohin die Daten gespeichert werden müssen.

Es kommt also auf das Zusammenspiel zwischen dem DMA-Controller, dem Bussystem, dem Hauptspeicher und dem weiteren beteiligten DMA-fähigen Gerät an. Um einen möglichst schnellen Datentransfer zu erreichen macht es allemal Sinn, die Daten ohne Umweg zu transportieren.

Hinweis

Du hast bereits bemerkt, dass an dieser Stelle eine stark vereinfachte Darstellung des Sachverhalts erfolgt. Generell wird hier davon ausgegangen,

• dass das Bussystem für die Datenübertragung per DMA zur Verfügung steht,
• dass sich CPU und DMA-Controller "irgendwie" einigen, wer gerade den Bus benutzen darf,
• dass Datenkollisionen auf dem Bus "irgendwie" vermieden werden.

Auf eine tiefere Auseinandersetzung mit den angedeuteten Details wird an dieser Stelle bewusst verzichtet, da es den Rahmen dieses Lernmoduls sprengen würde.

Es geht nicht immer direkt

Der beschriebene direkte Weg der Daten von der Quelle zum Ziel ist natürlich der bevorzugte Weg. Jedoch ist dieser nicht immer möglich. Die folgende Aufgabe beschäftigt sich mit einem entsprechenden Szenario.

Aufgabe 1

Aufgabe

 Aufg. : Umweg DMA-Controller

Betrachte noch einmal den Aufbau des DMA-Controllers.

Angenommen Quelle und Ziel bei einer Übertragung per DMA sind beide der Hauptspeicher, dann sollen also Daten von einer Stelle des Hauptspeichers an eine andere Stelle des Hauptspeichers kopiert werden.

Erläutere warum in diesem Fall keine direkte Übertragung von der Quelle über den Bus zum Ziel möglich ist.

Ersatzweise springt der DMA-Controller ein:

• Von der Quelle,
• über den Bus,
• zum DMA-Controller,
• und von hier
• wieder über den Bus,
• zum Ziel.

Aber dem DMA-Controller aus der Abbildung fehlt für diesen Fall noch etwas, oder? Was ist gemeint?

 Abb. : Aufbau eines DMA-Controllers

CC-BY

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