CPU通过接口对外设控制的方式一般包含程序查询方式、中断处理方式和DMA方式,以下描述正确的是( )。(2015年嵌入式系统设计师下半年)

CPU通过接口对外设控制的方式一般包含程序查询方式、中断处理方式和DMA方式,以下描正确的是(    )。(2015年嵌入式系统设计师下半年)
A.程序查询方式下的结构复杂,但是工作效率很高
B.中断处理方式下CPU不再被动等待,而是可以执行其他程序
C.DMA方式下的内存和外设之间的数据传输需要CPU介入
D.在DMA进行数据传送之前,DMA控制器不需要向CPU申请总线控制权
 



参考答案:B
参考解析:本题考查嵌入式处理器外设控制方式相关的基础知识。 CPU通过接口对外设控制的方式一般包含程序查询方式、中断处理方式和DMA方式,程序查询方式是早期的计算机系统对I/O设备的一种管理方式。它定时对各种设备轮流询问一遍有无处理要求。轮流询问之后,有要求的,则加以处理。在处理I/O设备的要求之后,处理机返回继续工作。
    在中断处理方式下,中央处理器与I/O设备之间数据的传输步骤如下:
    (1)在某个进程需要数据时,发出指令启动输入输出设备准备数据;
    (2)进程发出指令启动设备之后,该进程放弃处理器,等待相关I/O操作完成。此时,进程调度程序会调度其他就绪进程使用处理器;
 (3)当I/O操作完成时,输入输出设备控制器通过中断请求线向处理器发出中断信号,处理器收到中断信号之后,转向预先设计好的中断处理程序,对数据传送工作进行相应的处理;
    (4)得到了数据的进程则转入就绪状态。在随后的某个时刻,进程调度程序会选中该进程继续工作。
    DMA是在内存与IO设备间传送一个数据块的过程中,不需要CPU的任何中间干涉,只需要CPU在过程开始时向设备发出“传送块数据”的命令,然后通过中断来得知过程是否结束和下次操作是否准备就绪。
    DMA工作过程:
    (1)当进程要求设备输入数据时,CPU把准备存放输入数据的内存起始地址以及要传送的字节数分别送入DMA控制器中的内存地址寄存器和传送字节计数器。
    (2)发出数据传输要求的进程进入等待状态。此时正在执行的CPU指令被暂时挂起。进程调度程序调度其他进程占据CPU。
    (3)输入设备不断地窃取CPU工作周期,将数据缓冲寄存器中的数据源源不断地写入内存,直到所要求的字节全部传送完毕。
    (4)DMA控制器在传送完所有字节时,通过中断请求线发出中断信号。CPU在接收到中断信号后,转入中断处理程序进行后续处理。
    (5)中断处理结束后,CPU返回到被中断的进程中,或切换到新的进程上下文环境中,继续执行。
    DMA与中断的区别:
    (1)中断方式是在数据缓冲寄存器满之后发出中断,要求CPU进行中断处理,而DMA方式则是在所要求传送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理。这就大大减少了CPU进行中断处理的次数。
    (2)中断方式的数据传送是在中断处理时由CPU控制完成的,而DMA方式则是在DMA控制器的控制下完成的。这就排除了CPU因并行设备过多而来不及处理以及因速度不匹配而造成数据丢失等现象。

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