DMA - Direct Memory Access

Soll von einer Eingabe-Ausgabe-Einheit Daten direkt in den Arbeitsspeicher geschrieben werden, so muss das der Prozessor veranlassen. Erst ließt er die Daten in sein internes Register. Danach schreibt er es in den Arbeitsspeicher. Dafür sind viele Taktschritte notwendig, die die Ausführungsgeschwindigkeit laufender Programme verringert.
Unter DMA (übersetzt direkter Speicherzugriff) ist eine Schaltungs- und Steuermaßnahme zu verstehen, die über spezielle Datenleitungen auf dem Motherboard eine Verbindung zwischen Steckkarte und dem Arbeitsspeicher herstellen. Dadurch können die Daten ohne Umweg über den Prozessor direkt in den Speicher geschrieben werden. So lässt sich die Ausführungsgeschwindigkeit erhöhen.
Es gibt nur eine echte DMA-Leitung. Der Zugriff der unterschiedlichen Komponenten (Steckkarten) wird anhand eines Index unterschieden. Demnach darf ein DMA-Index nur einem Gerät zugeordnet werden. Der Index gibt die Nummer des DMA-Kanals an. Insgesamt gibt es 8 DMA-Kanäle. Die Kanäle 0, 2 und 4 sind für interne Zwecke bereits fest vergeben. Die Kanäle 1, 3, 5, 6 und 7 können frei belegt werden. Die Kanäle 0, 1, 2 und 3 arbeiten mit 8 Bit. Die Kanäle 4, 5, 6 und 7 arbeiten mit 16 Bit.

Zuordnung der DMA-Kanäle

Zuordnung der DMA-Kanäle unter Windows 98 SE	Zuordnung der DMA-Kanäle unter Windows XP

Funktionsweise des DMA-Controllers

Der DMA-Controller ist dafür gedacht, Daten zwischen Arbeitsspeicher und Peripherie zu transportieren und den Prozessor mit diesen Aufgaben zu entlasten. In Zeiten von langsamen Prozessoren machte sich der Geschwindigkeitsunterschied bei großen Datenmengen deutlich bemerkbar.

In modernen Chipsätzen ist der DMA-Controller (DMA-C) fest integriert. Ältere Motherboards haben einen separaten Baustein. Z. B. den 8237 von Intel.
Will der Prozessor Daten senden oder empfangen, trennt der DMA-Controller den Prozessor vom Bussystem. Der DMA-Controller führt dann die Anforderung mit hoher Geschwindigkeit aus. Danach wird die Verbindung zwischen Prozessor und Bussystem wieder hergestellt. Für den Speichertransfer benötigt der Prozessor ca. 40 Takte. Der DMA-Controller führt den Zugriff innerhalb von 4 Takten aus.

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