I/O处理器与DMA控制器与I/O通道

$I/O$处理器与$DMA$控制器的区别

1. $I/O$处理器有自己的指令集，而$DMA$没有。
   总结来说I/O处理器通常比DMA控制器更强大，因为它可以执行更复杂的逻辑和计算任务。它具备完整的指令集和执行单元，能够执行更多功能和算法，如对数据进行处理、转换、压缩等操作，而$DMA$就是把数据搬到内存里，相当于$I/O$有一个解码功能，而$DMA$不太有。

2. $I/O$处理器与$CPU$集成在芯片内并且属于协处理器，而$DMA$位于主板上。

$I/O$处理器与$DMA$的应用场景：

在计算机系统中，当涉及到数据传输和处理的时候，可以根据具体需求和场景选择使用$I/O$处理器或$DMA$技术。

• 一般来说，以下情况可以考虑使用$I/O$处理器：

$(1).$处理较简单的$I/O$操作：例如，读取键盘输入、鼠标操作、简单的控制设备等。
$(2).$需要对输入或输出进行实时处理或转换：例如，音频或视频流的实时编解码、格式转换等。
$(3).$需要进行较为复杂的协议处理和管理：例如，$USB、Ethernet$等通信协议的处理和控制。

• 而以下情况可以考虑使用$DMA$技术：

$(1).$需要高速数据传输：$DMA$技术可以直接将数据从外设设备传输到内存，或者从内存传输到外设设备，无需$CPU$的干预，可以实现高速、高效的数据传输。
$(2).$大规模数据传输：当需要大量的数据传输时，使用$DMA$可以减轻$CPU$的负担，提高系统的性能和效率。例如，硬盘读写、图形渲染等场景。
$(3).$需要并行处理多个$I/O$请求：$DMA$控制器可以同时处理多个$I/O$请求，提高并发处理能力。
需要根据具体的应用场景和需求来选择使用$I/O$处理器还是$DMA$技术。通常，较为简单和实时性要求较高的$I/O$操作可以使用$I/O$处理器，而对于大规模数据传输和并发处理需求较高的情况，可以选择使用$DMA$技术。

通道控制方式与$DMA$控制方式的区别：

1. $DMA$控制方式中需要$CPU$来控制所传输数据块的大小、内存地址；而通道控制方式中这些消息都是由通道来控制的
2. 一个$DMA$控制器只能与一个外设建立连接传输数据；而一个通道可以控制多台设备与内存的数据交换
3. 通道还可以执行内存中的一段程序，$DMA$不行。

通道可以分为字节多路通道、数组选择通道、数组多路通道。

1. 字节多路通道有多个非分配型子通道，多个设备按照时间片轮转，每次和内存交换一个字节。
2. 数组选择通道有一个分配型子通道，这个就是非抢占式的通道，一个设备占有后便一直使用。但是可以传送很多数据。
3. 数组多路通道有多个非分配型子通道，这个是可抢占式的通道，多个设备都可以与内存交换大量数据。

$I/O$交换系统发展的四个阶段：程序中断查询$\to$$DMA\to$$I/O$通道$\to$$I/O$处理器

参考文章：

1. 通道控制方式与DMA控制方式的区别
2. 关于设备控制器和 I/O 通道的理解
3. 通道的几种类型
4. 王道–DMA方式