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1) 中断方式下的CPU时间占比

• CPU时钟周期时间: 1 / (500 * 10^6) 秒 = 2 * 10^-9 秒

• 中断服务程序执行时间: 18条指令 * 5周期/指令 * 2 * 10^-9 秒/周期 + 2条指令 * 5周期/指令 * 2 * 10^-9 秒/周期 = (18 * 5 + 2 * 5) * 2 * 10^-9 秒 = 200 * 10^-9 秒 = 2 * 10^-7 秒

• 每次中断传输的数据量: 32 位 = 4 字节

• 中断频率: (0.5 * 10^6 字节/秒) / (4 字节/次中断) = 125 * 10^3 次中断/秒

• CPU用于该外设I/O的总时间: (2 * 10^-7 秒/次中断) * (125 * 10^3 次中断/秒) = 0.025 秒/秒

• CPU时间占比百分比: (0.025 秒/秒) * 100% = 2.5%

因此，在中断方式下，CPU用于该外设I/O的时间占整个CPU时间的 2.5%。

2) DMA方式下的CPU时间占比

• 每次DMA传送的数据量: 5000 字节

• DMA 预处理和后处理时间: 500 周期 * 2 * 10^-9 秒/周期 = 1 * 10^-6 秒

• DMA 传输频率: (5 * 10^6 字节/秒) / (5000 字节/次DMA) = 1000 次DMA/秒

• CPU用于DMA的I/O总时间: (1 * 10^-6 秒/次DMA) * (1000 次DMA/秒) = 0.001 秒/秒

• CPU时间占比百分比: (0.001 秒/秒) * 100% = 0.1%

因此，当使用DMA方式时，CPU用于该外设I/O的时间占用整个CPU时间的 0.1%。

总结：

• 中断方式下 CPU时间占比: 2.5%
• DMA方式下 CPU时间占比: 0.1%

DMA方式明显减轻了CPU的负担。

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