第五章 接口電路

1、第五章第五章 接口技術(shù)接口技術(shù) l I/O接口概述接口概述 l CPU與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送的方與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送的方式式l DMA控制器控制器8237I/O端口端口1I/O端口端口2I/O端口端口3地址地址譯碼譯碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖緩沖控制控制電路電路外外設(shè)設(shè)ABDBCBCPU 5.1 I/O接口概述接口概述 介于主機(jī)和外設(shè)之間的一種介于主機(jī)和外設(shè)之間的一種緩沖電路緩沖電路稱為稱為I/O接口電路接口電路數(shù) 控 地 據(jù) 制 址 總 總 總 線 線 線 數(shù)據(jù)線 控制線 狀態(tài)線 DB C AB 接口模塊接口模塊 外外 部部 輸輸 入入 或或 輸輸 出出 設(shè)設(shè) 備備 數(shù)據(jù)輸入寄存器數(shù)據(jù)輸入寄存器 數(shù)據(jù)輸出寄存器數(shù)據(jù)輸

2、出寄存器 控制寄存器控制寄存器 狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器 地址擇碼器地址擇碼器 1I/O接口的功能及其組成接口的功能及其組成（1）速度的不匹配。）速度的不匹配。（2）信息格式的不匹配。）信息格式的不匹配。（3）信息類型與信號(hào)電平的不匹配。）信息類型與信號(hào)電平的不匹配。（4）時(shí)序的不匹配。）時(shí)序的不匹配。2、接口電路的分類和功能、接口電路的分類和功能接口電路按通用性分為兩類：接口電路按通用性分為兩類：通用接口和專用接口通用接口和專用接口通用接口：可供多種外部設(shè)備使用的標(biāo)準(zhǔn)接口，通用接口：可供多種外部設(shè)備使用的標(biāo)準(zhǔn)接口，目的是使微機(jī)正常工作通用接口通常制造成集目的是使微機(jī)正常工作通用接口通常制造成集成

3、電路芯片，稱為接口芯片。成電路芯片，稱為接口芯片。最初的最初的IBM-PC使用了使用了6塊接口芯片：塊接口芯片： 8284、8288、8255、8259、8237、8253后來(lái)的后來(lái)的微機(jī)將這些芯片集成為大規(guī)模集成電路芯片，微機(jī)將這些芯片集成為大規(guī)模集成電路芯片，稱為芯片組。如稱為芯片組。如82430TX芯片組，由兩片芯片芯片組，由兩片芯片組成：北橋：組成：北橋：82439TX 南橋：南橋：82371AB專用接口：為某種用途或某類外設(shè)而專門設(shè)計(jì)專用接口：為某種用途或某類外設(shè)而專門設(shè)計(jì)的接口電路，目的在于擴(kuò)充微機(jī)系統(tǒng)的功能。的接口電路，目的在于擴(kuò)充微機(jī)系統(tǒng)的功能。專用接口通常制造成接口卡，插在主

4、板總線插專用接口通常制造成接口卡，插在主板總線插槽上使用。槽上使用。通用接口和專用接口的界限并不嚴(yán)格。通用接口和專用接口的界限并不嚴(yán)格。按照可編程性，接口芯片分成硬布線邏輯接口按照可編程性，接口芯片分成硬布線邏輯接口芯片和可編程接口芯片。芯片和可編程接口芯片?？删幊探涌谛酒墓δ芸梢杂芍噶顏?lái)控制?？删幊探涌谛酒墓δ芸梢杂芍噶顏?lái)控制。2I/O接口的端口及其尋址方式接口的端口及其尋址方式 一個(gè)一個(gè)I/O接口總要包括若干個(gè)端口，如數(shù)接口總要包括若干個(gè)端口，如數(shù)據(jù)端口、命令端口、狀態(tài)端口、方式端口、據(jù)端口、命令端口、狀態(tài)端口、方式端口、操作結(jié)果端口、地址索引端口等。操作結(jié)果端口、地址索引端口等。 I

5、/O端口也必須進(jìn)行編址以便能被主機(jī)訪端口也必須進(jìn)行編址以便能被主機(jī)訪問(wèn)。在微機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)問(wèn)。在微機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)I/O接口的端口編址有接口的端口編址有兩種方法：端口統(tǒng)一編址和端口獨(dú)立編址。兩種方法：端口統(tǒng)一編址和端口獨(dú)立編址。 三、三、I/O端口的編址方式端口的編址方式I/O端口與存儲(chǔ)單元統(tǒng)一編址端口與存儲(chǔ)單元統(tǒng)一編址I/O端口獨(dú)立編址端口獨(dú)立編址PC系列系列機(jī)采用機(jī)采用I/O端口獨(dú)立編址方式端口獨(dú)立編址方式Port 65535Port 255Port 3Port 2Port 1Port 0Port 0(16位位)Port 1(16位位)Port 0 (32位位) （1） 統(tǒng)一編址統(tǒng)一編址 把外設(shè)

6、接口與內(nèi)存把外設(shè)接口與內(nèi)存統(tǒng)一進(jìn)行編址。各統(tǒng)一進(jìn)行編址。各占據(jù)統(tǒng)一地址空間占據(jù)統(tǒng)一地址空間的不同部分。的不同部分。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 指令統(tǒng)一，靈活；指令統(tǒng)一，靈活； 訪問(wèn)控制信號(hào)統(tǒng)一。訪問(wèn)控制信號(hào)統(tǒng)一。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 內(nèi)存可用地址空間內(nèi)存可用地址空間減小減小FFFFFHEFFFFHF0000H0地址空間地址空間(共共1MB)內(nèi)存地址內(nèi)存地址(960KB)I/O地址地址(64KB)FFFFFHEFFFFHF0000H （2） 獨(dú)立編址獨(dú)立編址 外設(shè)地址空間和內(nèi)存地址空間外設(shè)地址空間和內(nèi)存地址空間相互獨(dú)立相互獨(dú)立。 優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)存地址空間不受優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)存地址空間不受I/O編址的影響編址的影響 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：I/O指

7、令功能較弱指令功能較弱8 80 08 86 6總總線線A19-A0A9-A0MEMR、MEMWIOR、IOW 、AEN存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸入輸入/輸出輸出三、三、I/O端口的編址方式端口的編址方式端口地址是一種重要資源端口地址是一種重要資源表表1.1 I/O端口地址分配端口地址分配 返回本返回本節(jié)節(jié)3I/O端口地址的譯碼端口地址的譯碼（1）固定式端口地址譯碼：所謂固定式端口）固定式端口地址譯碼：所謂固定式端口地址譯碼是指接口中用到的端口地址不能更地址譯碼是指接口中用到的端口地址不能更改。改。 （2）可選式地址譯碼：可選式地址譯碼常用）可選式地址譯碼：可選式地址譯碼常用的是開(kāi)關(guān)式可選端口地址譯碼。使用

8、跳線開(kāi)的是開(kāi)關(guān)式可選端口地址譯碼。使用跳線開(kāi)關(guān)選擇關(guān)選擇I/O端口譯碼地址。端口譯碼地址。圖圖 IBM-PC系統(tǒng)板系統(tǒng)板I/O地址譯碼電路地址譯碼電路地址范圍地址范圍I/O接口名稱接口名稱000H01FHDMA控制器控制器020H03FH中斷控制器中斷控制器040H05FH定時(shí)器定時(shí)器8253/8254060H07FH并行接口芯片并行接口芯片82550A0H0BFHNMI屏蔽寄存器屏蔽寄存器080H09FHDMA頁(yè)面寄存器頁(yè)面寄存器l表表 PC/XT機(jī)系統(tǒng)板配置的端口地址機(jī)系統(tǒng)板配置的端口地址圖圖 使用跳線開(kāi)關(guān)選擇使用跳線開(kāi)關(guān)選擇I/O口譯碼地址口譯碼地址74LS04AEN U3A3A4A5

9、74LS30A6A7 & 8250A9 U3 U15片選信號(hào)A8U2112 跳線 4開(kāi)關(guān)6 85. Intel 80X86CPU中的端口訪問(wèn)中的端口訪問(wèn)（1）8086/8088采用采用IN和和OUT指令訪問(wèn)指令訪問(wèn)端口端口（2）80286和和80386/80486還支持還支持INSB/INSW和和OUTSB/OUTSW指令訪指令訪問(wèn)端口問(wèn)端口5.2 CPU與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送的方式（1）程序）程序傳送方式傳送方式：在程序控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)：在程序控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。傳送。（2）中斷處理方式：由）中斷處理方式：由I/O設(shè)備主動(dòng)提出服務(wù)設(shè)備主動(dòng)提出服務(wù)請(qǐng)求（即中斷申請(qǐng)）。請(qǐng)求（即中斷申請(qǐng)）。 （3）

10、DMA控制方式：控制方式：DMA即直接存儲(chǔ)器存即直接存儲(chǔ)器存取?？梢詽M足高速取?？梢詽M足高速I/O設(shè)備與設(shè)備與RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的需要（如圖所示）。送的需要（如圖所示）。1 1、程序直接傳送方式、程序直接傳送方式1 1）無(wú)條件傳送無(wú)條件傳送無(wú)條件：每次進(jìn)行輸入無(wú)條件：每次進(jìn)行輸入/ /輸出之前，不需要輸出之前，不需要查詢外設(shè)的狀態(tài)查詢外設(shè)的狀態(tài)( (如，靜態(tài)開(kāi)關(guān)輸入和如，靜態(tài)開(kāi)關(guān)輸入和LEDLED顯示輸出顯示輸出) )。2 2）有條件傳送有條件傳送 又稱查詢式傳送，在每次輸入又稱查詢式傳送，在每次輸入/ /輸出之前，輸出之前，先要讀取外設(shè)的狀態(tài)，滿足一定的條件才先要讀取外設(shè)的狀態(tài)，滿

11、足一定的條件才能進(jìn)行一次能進(jìn)行一次I/OI/O操作。操作。 例：有條件地從輸入口取數(shù) ；設(shè)設(shè)S_PORT為已定義的狀態(tài)口地址為已定義的狀態(tài)口地址 ；設(shè)設(shè)D_PORT為已定義的數(shù)據(jù)口地址為已定義的數(shù)據(jù)口地址(a) WAITWAIT：IN AL,IN AL,S_PORT ；取狀態(tài)信息；取狀態(tài)信息TEST AL,80H TEST AL,80H ；若最高位；若最高位1,1,為滿足條件為滿足條件 JZ WAIT JZ WAIT ；不滿足條件，則循環(huán)等待；不滿足條件，則循環(huán)等待 IN AL,IN AL,D_PORT ；滿足條件輸入信息；滿足條件輸入信息 取狀態(tài)信息NY滿足條件否？輸入信息取狀態(tài)信息NY滿足

12、條件否？輸入信息(b) CHECKCHECK: IN AL,IN AL,S_PORT ；取狀態(tài)信息；取狀態(tài)信息 TEST AL,80H ;TEST AL,80H ;若最高位若最高位1,1,為滿足條件為滿足條件 JZ DONE JZ DONE ；不滿足條件，則退出；不滿足條件，則退出 IN AL,IN AL,D_PORT; ;滿足條件輸入信息滿足條件輸入信息DONE:RETDONE:RET(a)(b)CHECKWAIT二、中斷傳送方式二、中斷傳送方式使用查詢方式，使用查詢方式，CPU必須檢測(cè)接口電路的狀態(tài)寄存器，必須檢測(cè)接口電路的狀態(tài)寄存器，如果設(shè)備未準(zhǔn)備好，如果設(shè)備未準(zhǔn)備好，CPU就要不斷地查

13、詢，降低了就要不斷地查詢，降低了CPU的運(yùn)行效率的運(yùn)行效率中斷方式：當(dāng)外設(shè)作好傳送準(zhǔn)備后，主動(dòng)向中斷方式：當(dāng)外設(shè)作好傳送準(zhǔn)備后，主動(dòng)向CPU請(qǐng)求請(qǐng)求中斷，中斷，CPU響應(yīng)中斷后在中斷處理程序中與外設(shè)交換響應(yīng)中斷后在中斷處理程序中與外設(shè)交換數(shù)據(jù)。若外設(shè)未準(zhǔn)備好，數(shù)據(jù)。若外設(shè)未準(zhǔn)備好，CPU可以執(zhí)行其他程序，提可以執(zhí)行其他程序，提高了高了CPU的利用率的利用率每條指令完成后，每條指令完成后，CPU均可響應(yīng)中斷，因此當(dāng)設(shè)備準(zhǔn)均可響應(yīng)中斷，因此當(dāng)設(shè)備準(zhǔn)備好時(shí)，可及時(shí)與備好時(shí)，可及時(shí)與CPU交換數(shù)據(jù)，提高了實(shí)時(shí)性交換數(shù)據(jù)，提高了實(shí)時(shí)性 中斷的概念中斷的概念 中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求(Interrupt Requ

14、est)(Interrupt Request) 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)(Interrupt Acknowledge(Interrupt Acknowledge)中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求INTR中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求INTR中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序1中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序2主程序主程序IRETIRET斷點(diǎn)斷點(diǎn)中斷源中斷源使用堆棧使用堆棧保護(hù)斷點(diǎn)保護(hù)斷點(diǎn)3. DMA3. DMA方式方式( (直接存儲(chǔ)器存取方式直接存儲(chǔ)器存取方式) ) 當(dāng)外設(shè)的速度相對(duì)很高，且一次傳送的數(shù)據(jù)量當(dāng)外設(shè)的速度相對(duì)很高，且一次傳送的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，中斷方式的效率就很低。例如，對(duì)磁很大時(shí)，中斷方式的效率就很低。例如，對(duì)磁盤的讀寫操作，一般的文件

15、都有幾十盤的讀寫操作，一般的文件都有幾十K K，幾百，幾百K K，甚至幾兆，通過(guò)甚至幾兆，通過(guò)DMADMA方式利用專門的接口控制方式利用專門的接口控制電路，在存儲(chǔ)器與高速的外設(shè)之間進(jìn)行大量的電路，在存儲(chǔ)器與高速的外設(shè)之間進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交換，而不需要數(shù)據(jù)交換，而不需要CPUCPU的參與。的參與。 DMADMA控制器控制器DMACDMAC，除了具有一般接口的特點(diǎn)，除了具有一般接口的特點(diǎn)外，外，CPUCPU可以通過(guò)對(duì)可以通過(guò)對(duì)DMACDMAC相應(yīng)端口的讀相應(yīng)端口的讀/ /寫操作寫操作來(lái)控制來(lái)控制DMADMA的工作方式；的工作方式；DMACDMAC在得到總線控制在得到總線控制權(quán)后，能夠像權(quán)后，能夠像C

16、PUCPU一樣提供相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)一樣提供相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)控制系統(tǒng)總線，從而實(shí)現(xiàn)外設(shè)與內(nèi)存之間高速控制系統(tǒng)總線，從而實(shí)現(xiàn)外設(shè)與內(nèi)存之間高速大量的數(shù)據(jù)傳輸。一般接口電路不具備控制總大量的數(shù)據(jù)傳輸。一般接口電路不具備控制總線的能力。線的能力。 典型的典型的DMA傳送流程圖傳送流程圖 數(shù)據(jù)傳送結(jié)束否？ 圖 1.7 典型的 DMA 傳送流程圖 DMA 結(jié)束 CPU 響應(yīng) DMA 請(qǐng)求交出總線控制權(quán) 外設(shè)通過(guò) DMA 向 CPU 提出 DMA 申請(qǐng) 從端口地址中讀取數(shù)據(jù) 將數(shù)據(jù)寫到目標(biāo)口 修改地址指針 N 5.3 DMA5.3 DMA與與DMADMA控制器控制器1.1. DMA(Direct Memor

17、y Access)DMA(Direct Memory Access)的概念的概念DMADMA方式不用處理器干預(yù)完成方式不用處理器干預(yù)完成M M與與I/OI/O間數(shù)據(jù)間數(shù)據(jù)傳送。傳送。DMADMA期間系統(tǒng)總線由其它主模塊控制期間系統(tǒng)總線由其它主模塊控制( (驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)) )控制總線的主模塊要提供系統(tǒng)的地址及控制控制總線的主模塊要提供系統(tǒng)的地址及控制信號(hào)。信號(hào)。DMADMA控制器與處理器配合可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制器與處理器配合可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的DMADMA功功能。能。3.Intel 8237A3.Intel 8237A可編程可編程DMADMA控制器控制器 8237A8237A主從兩面性：主從兩面性：作為作為DM

18、ACDMAC，8237A8237A是可控制總線的主模塊。是可控制總線的主模塊。作為作為I/OI/O芯片，芯片，8237A8237A可被處理器讀寫?？杀惶幚砥髯x寫。運(yùn)行時(shí)注意運(yùn)行時(shí)注意8237A8237A主主- -從地址的變化。從地址的變化。 8237A8237A組成說(shuō)明：組成說(shuō)明：8237A8237A有四個(gè)獨(dú)立通道：每個(gè)通道有有四個(gè)獨(dú)立通道：每個(gè)通道有1616位地址，位地址，1616位字節(jié)數(shù)計(jì)數(shù)器，位字節(jié)數(shù)計(jì)數(shù)器，6 6位模式位模式REGREG。四個(gè)通道公用控制寄存器，狀態(tài)寄存器，屏蔽四個(gè)通道公用控制寄存器，狀態(tài)寄存器，屏蔽寄存器，請(qǐng)求標(biāo)志寄存器及暫存器，各寄存器寄存器，請(qǐng)求標(biāo)志寄存器及暫存器

19、，各寄存器均為均為8 8位。位?？刂瓶刂?REG. 8 HRQAddr.Temp.16Count Temp. 16狀態(tài)狀態(tài) REG. 8暫存器暫存器 8HLDARENMODE REG.6REQ1FLAG1MASK FLAG當(dāng)前當(dāng)前ADDR.REG. 16基地址基地址 REG. 16可讀可讀非讀非讀當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器.16基字節(jié)數(shù)基字節(jié)數(shù)REG.16 通道通道0通道通道1通道通道2通道通道3HOLDHLDACLOCKAEN關(guān)閉關(guān)閉CPU地址鎖存器地址鎖存器EN#STB鎖存器鎖存器ADSTBDB7 ：DB0IO / M#CS#ADDR. 譯譯 碼碼DATA SUBA15A8A7A0地地址

20、址總總線線A3A0A7A4IOR#MEMR#IOW#MEMW#READYRESETDREQ0DACK0DREQ1DACK1DREQ2DREQ3 DACK2DACK3EOP#DMA與DMA控制器（續(xù)）3.Intel 8237A3.Intel 8237A可編程可編程DMADMA控制器框圖控制器框圖( (續(xù)）續(xù)） 8237A8237A組成說(shuō)明：組成說(shuō)明：基地址寄存器：放基地址寄存器：放DMADMA傳送傳送RAMRAM地址初值。地址初值。當(dāng)前地址寄存器：當(dāng)前地址寄存器： DMADMA傳送時(shí)內(nèi)容變化傳送時(shí)內(nèi)容變化, ,可讀?？勺x?；止?jié)數(shù)寄存器：基字節(jié)數(shù)寄存器： DMADMA傳送的總字節(jié)數(shù)。傳送的總字節(jié)

21、數(shù)。當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器：當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器： DMADMA傳送時(shí)內(nèi)容變化傳送時(shí)內(nèi)容變化, ,可可讀。讀。3.Intel 8237A3.Intel 8237A可編程可編程DMADMA控制器控制器 8237A8237A引線說(shuō)明：引線說(shuō)明：DB7-DB0DB7-DB0：雙向數(shù)據(jù)總線。：雙向數(shù)據(jù)總線。8237A8237A為從模塊時(shí)被處理器編程或讀狀態(tài)，為從模塊時(shí)被處理器編程或讀狀態(tài)，DB7-DB0DB7-DB0作為數(shù)據(jù)線，傳輸數(shù)據(jù)或命令字。作為數(shù)據(jù)線，傳輸數(shù)據(jù)或命令字。8237A8237A為主模塊時(shí)為主模塊時(shí)DB7-DB0DB7-DB0輸出地址輸出地址A15-A8A15-A8，在，在 M MM M傳送操作

22、時(shí)經(jīng)傳送操作時(shí)經(jīng)DB7-DB0DB7-DB0，將，將M M數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)送8237A8237A暫存器。暫存器。CS#CS#：片選，從模塊時(shí)處理器用來(lái)尋址：片選，從模塊時(shí)處理器用來(lái)尋址8237A8237A。IOR#IOR#，IOW#IOW#：I/OI/O讀寫控制，雙向。讀寫控制，雙向。8237A8237A在從在從模塊時(shí)為輸入，在主模塊時(shí)為輸出。模塊時(shí)為輸入，在主模塊時(shí)為輸出。AENAEN，ADSTBADSTB輸出：輸出：8 8位地址鎖存允許及選通。位地址鎖存允許及選通。在主模塊時(shí)允許外部鎖存器鎖存在主模塊時(shí)允許外部鎖存器鎖存8237A8237A的高的高8 8位位地址。地址。MEMR#MEMR#，ME

23、MWMEMW：輸出，存儲(chǔ)器讀寫控制，主模：輸出，存儲(chǔ)器讀寫控制，主模塊時(shí)送存儲(chǔ)器。塊時(shí)送存儲(chǔ)器。READYREADY：輸入，準(zhǔn)備就緒，主模塊時(shí)控制總線：輸入，準(zhǔn)備就緒，主模塊時(shí)控制總線周期的長(zhǎng)度，與慢速設(shè)備同步。周期的長(zhǎng)度，與慢速設(shè)備同步。RESETRESET：輸入，復(fù)位信號(hào)，復(fù)位時(shí)屏幕寄存器：輸入，復(fù)位信號(hào)，復(fù)位時(shí)屏幕寄存器置置1 1，其它寄存器置，其它寄存器置0 0。EOP#EOP#：雙向。輸出時(shí)，表明內(nèi)部通道傳送結(jié)束；：雙向。輸出時(shí)，表明內(nèi)部通道傳送結(jié)束；輸入時(shí)，表明外部強(qiáng)迫輸入時(shí)，表明外部強(qiáng)迫DMADMA傳送停止。傳送停止。DREQ0-DREQ3DREQ0-DREQ3：I/OI/O設(shè)備

24、設(shè)備DMADMA請(qǐng)求輸入信號(hào)。請(qǐng)求輸入信號(hào)。DACK0-DACK3DACK0-DACK3：輸出：輸出DMADMA請(qǐng)求的響應(yīng)。請(qǐng)求的響應(yīng)。HRQHRQ：8237A8237A向處理器發(fā)出的總線請(qǐng)求信號(hào)。向處理器發(fā)出的總線請(qǐng)求信號(hào)。HLDAHLDA：處理器發(fā)給：處理器發(fā)給8237A8237A的總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。的總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。地址總線地址總線HRQ DREQDMACHLDA DACK總線總線請(qǐng)求請(qǐng)求總線總線響應(yīng)響應(yīng) HOLD HLDACPUDMA請(qǐng)求請(qǐng)求DMA響應(yīng)響應(yīng)I / O設(shè)備設(shè)備控制總線控制總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線2. DMA2. DMA系統(tǒng)組成及工作過(guò)程系統(tǒng)組成及工作過(guò)程2.2. DMADM

25、A系統(tǒng)組成及工作過(guò)程系統(tǒng)組成及工作過(guò)程 DMA DMA工作過(guò)程工作過(guò)程 I/OI/O向向DMAC DMACDMAC DMAC向向 CPUCPU響應(yīng)響應(yīng) DMACDMAC向向 發(fā)請(qǐng)求發(fā)請(qǐng)求 CPUCPU發(fā)請(qǐng)求發(fā)請(qǐng)求 DMACDMAC請(qǐng)求請(qǐng)求 I/OI/O發(fā)響應(yīng)發(fā)響應(yīng)DMADMA傳傳送結(jié)束送結(jié)束DMADMA傳傳送進(jìn)行送進(jìn)行DMACDMAC發(fā)出發(fā)出控制信號(hào)控制信號(hào)DMACDMAC發(fā)出發(fā)出內(nèi)存地址內(nèi)存地址3.DMA3.DMA的四種傳送方式：的四種傳送方式：?jiǎn)巫止?jié)傳送方式單字節(jié)傳送方式 數(shù)據(jù)塊傳送方式數(shù)據(jù)塊傳送方式 請(qǐng)求傳送方式請(qǐng)求傳送方式 級(jí)連方式級(jí)連方式字節(jié)傳送字節(jié)傳送允許允許 DMA DMA請(qǐng)求？

26、請(qǐng)求？DMAC發(fā)發(fā)BUS請(qǐng)求請(qǐng)求CPU響應(yīng)響應(yīng)DMA放棄放棄BUSDMAC控制控制傳一個(gè)字節(jié)傳一個(gè)字節(jié) 塊結(jié)束否？塊結(jié)束否？放棄總線中斷請(qǐng)求放棄總線中斷請(qǐng)求NDMA放放總總線線NY Y DMADMA傳送方式傳送方式允許允許 DMADMA請(qǐng)求？請(qǐng)求？DMAC發(fā)發(fā)BUS請(qǐng)求請(qǐng)求CPU 響應(yīng)響應(yīng) DMA放棄放棄 BUSDMAC控制控制傳一個(gè)字節(jié)傳一個(gè)字節(jié)塊結(jié)束否？塊結(jié)束否？放總線中斷請(qǐng)求放總線中斷請(qǐng)求 DMA請(qǐng)求？請(qǐng)求？NYYN塊傳送塊傳送 DMADMA傳送方式傳送方式隨機(jī)請(qǐng)求隨機(jī)請(qǐng)求DEMAND REQUEST允許允許 DMA DMA請(qǐng)求？請(qǐng)求？DMAC發(fā)出發(fā)出BUS請(qǐng)求請(qǐng)求CPU響應(yīng)響應(yīng)DMA放

27、棄總線放棄總線DMAC 控制傳一個(gè)字節(jié)控制傳一個(gè)字節(jié)塊結(jié)束否？塊結(jié)束否？放總線中斷請(qǐng)求放總線中斷請(qǐng)求YDMA請(qǐng)求？請(qǐng)求？Y放總線放總線NNY DMADMA傳送方式傳送方式通道通道REGISTER操作操作 CS #10R# 10W# A3 A2 A1 A0內(nèi)內(nèi) F/FDB0DB7000 1111基基 / 現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址基基 / 現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù) 基基 / 現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址基基 / 現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù)寫寫寫寫寫寫 寫寫讀讀讀讀讀讀讀讀 0 1 0 0 1 00 0 10 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0

28、0 10 1 00 1 00 0 10 0 10 0 10 0 10 1 00 1 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 1 00 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 1 10 0 1 10 0 1 1 0 1 0 1010101010101 A0 A7 A8 A15 A0 A7 A8 A15W0 W7W8 W15W0 W7W8 W15W0 W7W8 W15W0 W7W8 W15A0 A7A8 A15A0 A7A8 A158237A 字計(jì)數(shù)器與地址寄存器端口號(hào)與對(duì)應(yīng)操作（字計(jì)數(shù)器與地址寄

29、存器端口號(hào)與對(duì)應(yīng)操作（1）4. 8237A編程編程地址、字計(jì)數(shù)器端口分配地址、字計(jì)數(shù)器端口分配08237A 字計(jì)數(shù)器與地址寄存器端口號(hào)與對(duì)應(yīng)操作（字計(jì)數(shù)器與地址寄存器端口號(hào)與對(duì)應(yīng)操作（2）通道通道REGISTER操作操作 CS #10R# 10W# A3 A2 A1 A0內(nèi)內(nèi) F/FDB0DB722 3333基基 / 現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址基基 / 現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù) 基基 / 現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址現(xiàn)行地址基基 / 現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù)現(xiàn)行字計(jì)數(shù)寫寫寫寫寫寫 寫寫讀讀讀讀讀讀讀讀 0 1 0 0 1 00 0 10 0 1 0 1 0 0 1 0

30、0 0 1 0 0 10 1 00 1 00 0 10 0 10 0 10 0 10 1 00 1 00 1 0 00 1 0 00 1 0 00 1 0 00 1 0 10 1 0 10 1 0 10 1 0 10 1 1 00 1 1 00 1 1 00 1 1 00 1 1 10 1 1 10 1 1 10 1 1 1 0 1 0 1010101010101 A0 A7 A8 A15 A0 A7 A8 A15W0 W7W8 W15W0 W7W8 W15W0 W7W8 W15W0 W7W8 W15A0 A7A8 A15A0 A7A8 A1522 操作命令與端口號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系表操作命令與端口號(hào)對(duì)

31、應(yīng)關(guān)系表A3 A2 A1 A0 IOR# IOW# 操操 作作 十六進(jìn)制十六進(jìn)制1 0 0 0 0 1 讀狀態(tài)讀狀態(tài) REG. 81 0 0 0 1 0 寫命令寫命令/控制控制 REG. 1 0 0 1 0 1 非法非法 91 0 0 1 1 0 寫寫DMA請(qǐng)求標(biāo)志請(qǐng)求標(biāo)志 REG. 1 0 1 0 0 1 非法非法 A1 0 1 0 1 0 寫屏蔽標(biāo)志寫屏蔽標(biāo)志 REG. 1 0 1 1 0 1 非法非法 B1 0 1 1 1 0 寫模式寫模式 REG.1 1 0 0 0 1 非法非法 C1 1 0 0 1 0 清除字節(jié)指針清除字節(jié)指針 F/F 1 1 0 1 0 1 讀暫存器讀暫存器 D

32、1 1 0 1 1 0 復(fù)位復(fù)位 （總清）（總清） 1 1 1 0 0 1 非法非法 E1 1 1 0 1 0 清除清除/屏蔽標(biāo)志屏蔽標(biāo)志 REG.1 1 1 1 0 1 非法非法 F1 1 1 1 1 0 寫所有屏蔽寫所有屏蔽 REG單一位單一位三個(gè)軟件三個(gè)軟件命令不依命令不依賴賴DB上上數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)所有位所有位 8237A 8237A 模式模式 REG. REG. 格式（寫格式（寫B(tài) B號(hào)）：工作方式設(shè)定號(hào)）：工作方式設(shè)定 D7D6D5 D4D3D2D1D0模式選擇模式選擇隨機(jī)請(qǐng)求傳輸模式隨機(jī)請(qǐng)求傳輸模式 0 0單字節(jié)傳輸模式單字節(jié)傳輸模式001111非傳輸模式非傳輸模式級(jí)聯(lián)傳輸模式級(jí)聯(lián)傳輸模

33、式地址增量選擇地址增量選擇地址加地址加1 0地址減地址減1 1自動(dòng)預(yù)置功能選擇自動(dòng)預(yù)置功能選擇禁止禁止 0 允許允許 1 通道選擇通道選擇 0 選選 0# Channel 0 0 1 11 01選選 1# Channel選選 2# Channel選選 3# Channel傳輸類型選擇傳輸類型選擇 0 0 校驗(yàn)傳輸校驗(yàn)傳輸001111 X X寫傳輸寫傳輸 讀傳輸讀傳輸非非 法法D7 D6=11 8237A 控制控制/命令命令REG. 格式（寫格式（寫8號(hào)）：硬件設(shè)置與運(yùn)號(hào)）：硬件設(shè)置與運(yùn)行控制行控制MEM. 傳輸傳輸 D7D6D5 D4D3D2D1D0DACK有效電平有效電平低電平有效低電平有效 0 高電平有效高電平有效1 01DREQ有效電平有效電平 高電平有效高電平有效擴(kuò)展寫擴(kuò)展寫 MEM.0 11 001 Enable 8237A低電平有效低電平有效不擴(kuò)展寫不擴(kuò)展寫 0擴(kuò)展寫擴(kuò)展寫1D3=1 X優(yōu)先級(jí)類型優(yōu)先級(jí)類型01固定優(yōu)先級(jí)固定優(yōu)先級(jí)循