接口技術課件：第七章 DMA接口

1、第七章 DMA接口7.1 DMA概述8237A DMA控制器習題2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.1 直接存儲器存取(DMA)概述DMA簡介CPUMEMI/O外設MOV AL，XXXXXH OUT YYYH，ALIN AL，XXXH MOV YYYYYH，ALCPUDMACMEMI/O外設A0A16, MEMR IOW, DACKi？2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.1 直接存儲器存取(DMA)概述DMAC的基本功能和工作過程CPUDMACMEMI/O外設A0A16, MEMR IOW, DACKDMAC的基本功能1 能接受CPU的編程，進行功能設定。2 能向CPU發(fā)出DMA請

2、求信號（HOLD）。3 在CPU響應DMA請求（HLDA）之后接管總線。4 能發(fā)出地址信號和讀寫信號。5 能控制傳送數據的字節(jié)數。6 能判斷DMA操作是否結束，并釋放總線的控制權，還給CPU。2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.1 直接存儲器存取(DMA)概述DMAC的基本功能和工作過程CPUDMACMEMI/O外設A0A16, MEMR IOW, DACKDMAC的工作過程1 CPU對DMAC進行初始化，設定存儲器首地址和數據長度。2 外部設備向DMAC發(fā)DMA請求信號（DREQ）。3 DMAC向CPU發(fā)DMA請求（HOLD）。5 CPU將總線控制權交給DMAC。6 DMAC向外部設備

3、發(fā)DMA應答信號（DACK）。7 進行DMA傳送，由DMAC發(fā)地址信號和控制信號（循環(huán)）。4 CPU向DMAC發(fā)響應請求信號（HLDA）。8 DMA傳送結束，DMAC撤除請求（HOLD），CPU重新控制總線。2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的引腳DB07IORIOWCSA03HRQHLDADREQ0DACK0MEMRMEMW連CPUHOLDHLDADREQ3DACK3IORIOW8237AEOPA47A815A03AENADSTB連外設2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的內部結構和寄存器命

4、令寄存器狀態(tài)寄存器方式寄存器當前地址寄存器當前計數寄存器基地址寄存器基計數寄存器器暫存寄存器屏蔽寄存器通道0通道138237A2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的時序CLKSISIS0S0S1S2S3S4S2S3S4SIHRQDREQHLDAAENSIADSTBDB70A158A70DACKMEMR/IORMEMW/IOW2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所INTEL 8237A DMACDMAC的工作方式塊傳送方式：整個數據塊傳送期間，總線一直被DMAC控制，直到計數寄存器的值由0變成FFFFH，產生T/C信號。單字節(jié)傳送方式：也可以傳送

5、一個數據塊，但CPU至少可在兩次DMA傳送之間獲得一個完整的總線周期，即每傳送一個字節(jié)，就將總線控制權換給CPU。請求傳送方式：可連續(xù)傳送，直到遇到T/C或DREQ不再有效為止。 2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的傳送類型讀傳送：數據由主存儲器傳送到外部設備。寫傳送：數據由外部設備傳送到主存儲器。校驗傳送：假傳送。也產生地址和控制信號，但都視為無效。僅為了校驗內部的尋址邏輯和控制邏輯是否正確。用戶不用這種方式。存儲器到存儲器傳送：將存儲器中的一個數據塊傳到另一個地方。2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DM

6、ACDMAC在PC機上的應用在PC/XT上的應用 （一片，四個8位通道） 通道0：系統(tǒng)動態(tài)存儲器（DRAM）的刷新。通道1：保留給用戶使用。通道2：內存與軟盤之間的高速數據交換。通道3：內存與硬盤之間的高速數據交換。通道2：內存與軟盤之間的高速數據交換。通道0、1、36：均保留給用戶使用。在PC/XA上的應用 （兩片級聯，從片四個8位通道，主片三個16位通道） 2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的16位通道8237A用在8086或80286為CPU的微型機上時，偶地址的數據總是出現在數據總線D70上，奇地址的數據出現在D158上。而8237A

7、只有8位數據線，對連續(xù)的I/O端口進行讀寫時，則需要進行轉換。為簡化設計，就直接將主片8237A設計成16位通道，即將地址總線上的AB0空著，AB1、2與8237A的A0、1相連。內部16個寄存器的I/O端口號均為偶地址。在進行DMA傳送時，DMAC發(fā)出的地址A150實際上是與地址總線AB161相連，AB0置0（BHE=1）。這樣，存儲器與外部設備之間是進行的16位數據交換。8237AA0A1A2A15AB0AB1AB2AB3AB16“0”MEMI/OBLE=0BHE=12011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的地址擴展頁地址寄存器8237AA0A

8、15A16A23BUSMEM頁地址寄存器基地址寄存器當前地址寄存器當前計數寄存器例：頁地址為0001B，基地址為0FFF0H，計數值為000FH。0001 ： FFF0H 000EH0001 ： FFF1H 000DH0001 ： FFFEH 0000H0001 ： FFFFH FFFFH=T/C信號 2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的地址擴展（續(xù)）段溢出：指定的物理區(qū)域跨越了兩個物理頁?；刂?計數值FFFFH例：頁地址為0001B，基地址為0FFF0H，計數值為0010H。0001 ： FFF0H 000FH0001 ： FFF1H 0

9、00EH0001 ： FFFEH 0001H0001 ： FFFFH 0000H=T/C信號 0001 ： 0000H FFFFH=T/C信號 0002 ： 0000H FFFFH=T/C信號跨頁的條件：跨頁的傳送：分兩次傳送跨頁練習2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的編程舉例-8237A通道2的初始化子程序例：將一個扇區(qū)的數據從軟盤傳送到內存。入口條件：ES：BX=緩沖區(qū)的首地址，出口條件：CF=0，初始化正常；CF=1，DMA段溢出。編寫主程序04H=08H46H=0BHES：BX=DL：BXBXC清先后觸發(fā)器BL=04HBH=04HDL

10、=81H0FFH=05H01H=05H02H=0AH10H=08H開始返回NY2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC在PC機中的電路244670373A03/A47A07BUSDB07XA07ADSTBA1619A815XD03XA0、1CPUDREQ1DREQ2DREQ3DACK2DREQ0DACK0DACK1DACK3AENBUSBUS頁地址RARBWA WB AEN-BRD442011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所7.2 INTEL 8237A DMACDMAC的應用-輸入（I/O）D07來自外設BUSDMA請求DB07RESETDACKCLR+5VCPDQ74LS74DREQ允許DMA請求74LS347QDCPIORE單字節(jié)傳送2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所習 題1 什么是DMA？ 什么是DMAC？2 在什么情況下需要DMA方式傳送？3 試述DMAC的功能及工作過程。4 8237A有幾個通道？每個通道是否完全獨立？5 8237A 有幾種工作方式? 有幾種傳送類型？6 8237A的先/后觸發(fā)器具有什么功能？ 2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所習 題8. 在PC系列機上使用8237A時為什么要增加頁寄存器?PC/XT與PC/AT機的頁寄存器是否相同?9. 8237A是怎樣與像80286這樣的16位CPU相