总线技术

我是CPU一号车间的Q，最近被一件事烦到了。

我们CPU厂刚来主板建厂的时候，那时候主板上的单元还不多，跟我们打交道最多的家伙就是内存。

后来键盘，鼠标，硬盘，网卡，声卡，显卡等设备陆续入驻主板，这块土地越来越热闹。

可是，他们的到来并没有影响我们的立场毕竟我们是中央处理器，所有人都得听从我们的指挥

为了和主板上的这些家伙交流，我们花了很多钱铺了一条线，主板上每家每户都连着这条线我们称它为公共汽车虽然是线，但实际上包含了传输数据的数据总线，传输地址的地址总线和控制管理的控制总线

这样各单位就可以一起聊天了但是这条线是共享的，大家不能一起传输数据，所以很乱为了统一管理，我们设立了一个新的单元，称为总线控制器这个单位统一管理公车如果你想交流，你必须向它申请这被称为总线仲裁

但是主板上单元之间的速度还是相差很大比如内存比硬盘和网卡快很多不仅如此，不同单位的接口也大相径庭使用一套公车的矛盾日益明显后来变成了多级总线，让慢的玩慢的，快的玩快的最后，我们用一个东西来连接不同的总线

后来主板上出现了两个著名的桥，一个靠近我们CPU的叫北桥，内存的家伙会通过它和我们交流，另一个远离我们的叫南桥，那些比较慢的I/O设备通过南桥连接后来伴随着我们CPU厂的壮大，直接收购了北桥，现在已经成为我们厂的一个部门

编程输入/输出模型

现在我们可以与这些I/O设备进行通信以硬盘为例它有输入/输出端口我们提供了in和out指令，所以我们可以向它读写数据这种交流方式被称为编程输入输出模型，简称PIO

它是我们整个主板的核心俗话说能力越大责任越大，但是有时候真的觉得有点累

伴随着越来越多的设备连接到主板上，越来越多的程序需要我们来执行，繁重的工作量让我们不堪重负。

尤其是伴随着技术的进步，我们CPU厂的速度越来越快，硬盘的读写速度差距越来越大我们这样交流是浪费时间

DMA技术

这几天，我们几个车间的领导私下聚在一起讨论这件事。

Q，你不觉得我们现在在硬盘上读写太花时间了吗这家伙慢不是他的错，是他把我们拉回来的传输一次数据，要进行多次I/O口读写，我们宝贵的时间都浪费在这上面了！二号车间，虎子一脸幽怨的说道

嘿，我最近也在担心这个程序越来越多，读写硬盘的时间也越来越多，尤其是那个总是让我访问硬盘的MySQL的家伙，我可是累死了

没想到我俩都满腹辛酸。

这时，平日里喜欢拍老板马屁的8号车间老板说:你说的这个问题确实存在这个工作太没技术含量了，而且是体力活为什么不告诉老板，让他外包出去

我们一听，太精彩了如果能把这种体力劳动外包出去就太好了，我们可以专注于我们的全职工作

你平时和老板走得近，可以聊一聊我给你使眼色，鼓励老八一起说说

好吧，我去我去

还别说，领导马上就同意了这个想法毕竟可以提高我们的工作效率自然，他双手欢迎

没多久就有一个外包团队成立，独立离开我们厂负责这个事情和我们的CPU一样，它们也提供了几个寄存器在传输数据的时候，我们只需要设置这些寄存器的内容，告诉它们数据传输到哪里，传输到哪里，长度是多少接下来的事我们不用管了，交给他们吧我们可以腾出时间去做其他的事情，等数据传输完了，他们会用中断的方式告诉我们，这样我们就可以直接处理了，省去了让我们自己搬运的过程

后来我们也把这种技术命名为直接内存访问，简称DMA这个外包团队就是DMAC，DMA控制器

DMA的全面开花

前几天的月度总结会上，领导表扬了老八，说多亏了他的建议，工厂的生产效率大大提高了是的，我一开始就不鼓励老八给老板提意见我自己去

我正在胡思乱想，突然想到一个问题这一次，我要抓住机会好好表现一下

老板，这个DMA技术不错，但是现在只能用于硬盘最近网卡佬有很多数据包我花了很多时间把网卡的数据包读入内存，效率很低，也没什么技术含量能不能把这个技术推广到网卡上我起身说

老板若有所思地点点头。

二车间老虎也起身道:老板，除了硬盘和网卡，显示器也有这个需求我总是很烦把内存数据传到显示器上，也很费力我建议DMA技术也应该扩展到监视器上

老板听后皱了皱眉头说:不同设备差别挺大的，不能通用我们必须为每台设备建立一个外包团队吗这个成本有点高

果然，老板还是老板，成本是第一考虑的。

这时候，爱拍马屁的老八又说话了老板说的是不过我有个建议，这个DMA可以扩展到网卡和显示器上，但是让他们自己出钱增加DMAC，根据他们的不同需求来做我们不能当冤大头

老板一听，喜上眉梢，大声欢呼！

就这样，我们很快普及了这项技术为了不落后于其他人，主板上的所有单元，以网卡，显示器和摄像头为首，都接受了变化，集成了DMAC

我们彻底解放了，再也不用做无聊的搬运工了~