Tugas III Individu

Data Transfer with a DMA Controller.

A.     Pengertian Direct Memory Access ( DMA ).

Direct Memory Access (DMA) adalah fitur sistem komputer yang memungkinkan subsistem perangkat keras tertentu untuk mengakses memori sistem utama (memori akses acak), yang terpisah dari central processing unit (CPU).

Tanpa DMA, ketika CPU menggunakan input / output terprogram , ini biasanya terisi penuh untuk seluruh durasi operasi baca atau tulis, dan karena itu tidak tersedia untuk melakukan pekerjaan lain. Dengan DMA, CPU pertama memulai transfer, kemudian melakukan operasi lain ketika transfer sedang berlangsung, dan akhirnya menerima interupsi dari pengontrol DMA ketika operasi selesai. Fitur ini berguna setiap saat ketika CPU tidak dapat mengikuti laju transfer data, atau ketika CPU perlu melakukan pekerjaan sambil menunggu transfer data I / O yang relatif lambat. Banyak sistem perangkat keras menggunakan DMA, termasuk pengontrol disk drive , kartu grafis , kartu jaringan , dan kartu suara. DMA juga digunakan untuk transfer data intra-chip dalam prosesor multi-core . Komputer yang memiliki saluran DMA dapat mentransfer data ke dan dari perangkat dengan overhead CPU jauh lebih sedikit daripada komputer tanpa saluran DMA. Demikian pula, elemen pemrosesan di dalam prosesor multi-core dapat mentransfer data ke dan dari memori lokal tanpa menempati waktu prosesornya, memungkinkan komputasi dan transfer data untuk berjalan secara paralel.

DMA juga dapat digunakan untuk "memori ke memori" menyalin atau memindahkan data dalam memori. DMA dapat membebani operasi memori yang mahal, seperti salinan besar atau operasi penghamburan , dari CPU ke mesin DMA khusus. Contoh implementasi adalah Percepatan Teknologi I / O . DMA sangat menarik dalam arsitektur komputasi jaringan-on-chip dan in-memory.

Dengan menggunakan pengontrol DMA, perangkat meminta CPU untuk menyimpan data, alamat dan bus kontrolnya, sehingga perangkat ini bebas untuk mentransfer data secara langsung ke / dari memori. Transfer data DMA dimulai hanya setelah menerima sinyal HLDA dari CPU.

B.     Bagaimana Operasi DMA Dilakukan ?

Berikut ini adalah urutan operasi yang dilakukan oleh DMA :

01.) Awalnya, ketika perangkat apa pun harus mengirim data antara perangkat dan memori, perangkat harus mengirim permintaan DMA (DRQ) ke pengontrol DMA.

02.) Pengontrol DMA mengirim permintaan Tahan (HRQ) ke CPU dan menunggu CPU untuk menegaskan HLDA.

03.) Kemudian mikroprosesor-tri menyatakan semua bus data, bus alamat, dan bus kontrol. CPU meninggalkan kontrol atas bus dan mengakui permintaan HOLD melalui sinyal HLDA.

04.) Sekarang CPU dalam keadaan HOLD dan pengendali DMA harus mengelola operasi melalui bus antara CPU, memori, dan perangkat I / O.

C.     Tahapan Proses DATA TRANSFER with DMAC.

Selama transfer byte masukan blok, urutan berikut terjadi saat byte data dikirim dari antarmuka ke memori :

1.    Antarmuka mengirimkan DMA controller permintaan untuk layanan DMA.

2.  Permintaan bus dibuat ke pin HOLD (aktif Tinggi) pada mikroprosesor tebhe 8086 dan pengendali mendapatkan kontrol bus.

3.   Isi bus dikembalikan ke kontroler DMA dari pin HOLD Acknowledge (HLDA) (aktif tinggi) pada mikroprosesor 8086.

4.    Pengontrol DMA menempatkan isi register alamat ke alamat bus.

5.  Pengontrol mengirimkan antarmuka pengakuan DMA, yang memberitahu antarmuka untuk menempatkan bus data (untuk keluarannya memberi sinyal antarmuka untuk mengunci data berikutnya yang ditempatkan di bus).

6.    Data dalam bentuk byte ditransfer ke lokasi memori yang ditunjukkan oleh  alamat bus.

7.    Interface mengaitkan data / memasang datanya.

8.    Permintaan bus dijatuhkan, pin HOLD menjadi rendah, dan pengendali melepaskan bus.

9.  Isi bus dari mikroprosesor 8086 menurun dan pin HLDA menjadi turun. Register alamat bertambah 1, hitungan byte dikurangi 1. Jika jumlah byte tidak nol, kembali ke langkah 1. Tapi jika tidak, hentikan.

D.     Kelebihan dan Kekurangan DMA.

01.)  Kelebihan.

a.)  Performance komputer sistem ditingkatkan dengan transfer data langsung antara memori dan I/O devices, tidak melibatkan CPU.

b.) CPU dibebastugaskan dari transfer data.

c.)  Transfer data akan menjadi lebih cepat.

02.)  Kekurangan.

a.)  Pada burst mode transfer data, CPU tidak aktif dalam waktu yang lama.

E.      Implementasi DMA.

01.)  Direct Memory Access Controlled (DMAC), yang digunakan untuk mengontrol DMA di Sistem Komputer.

02.)  DMAC menghubungkan langsung ke device I/O dan bus sistem. DMAC juga terhubung dengan CPU.

03.)  DMAC menggunakan IC 8237.

Referensi.

• https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_memory_access
• https://www.slideshare.net/ashwiniawatare/dma-and-dma-controller-8237
• http://apriliac2147300428.blogspot.com/2015/12/direct-memory-access-dma.html
• https://www.quora.com/What-is-a-DMA-controller
• https://www.tutorialspoint.com/microprocessor/microprocessor_8257_dma_controller.htm
• http://1301109.blog.upi.edu/2015/02/16/programmed-i-o-interrupt-direct-memory-access-dma/