微機(jī)原理與接口C0704課件

與接口技術(shù)DMA控制器Intel8237AIntel8237A內(nèi)部結(jié)構(gòu)A0~A3與片選信號、#IOR/W的組合操作DMA操作類型DMA讀存儲器外設(shè)DMA寫外設(shè)存儲器存儲器到存儲器如主存Cache校驗(yàn)操作不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，而是對數(shù)據(jù)塊內(nèi)部的每個字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)。#MEMR,#IOW#IOR,#MEMW8237A內(nèi)部寄存器通道專用寄存器（5個）基地址寄存器當(dāng)前地址寄存器基字節(jié)數(shù)寄存器當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器方式寄存器專用寄存器基地址寄存器（只寫）存放內(nèi)存起始地址DMA+0,+2,+4,+6初始化時由程序?qū)懭耄鹊妥止?jié)，再高字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸過程中，其值不變當(dāng)前地址寄存器（可讀寫）存放當(dāng)前內(nèi)存地址DMA+0,+2,+4,+6初始值與基地址寄存器相同，由CPU一并寫入每次DMA傳送后，值自動+1或-1專用寄存器基字節(jié)數(shù)寄存器（只寫）存放DMA傳送的總字節(jié)數(shù)DMA+1,+3,+5,+7初始化時由程序?qū)懭?，先低字?jié)，再高字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸過程中，其值不變當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器（可讀寫）存放未傳完的字節(jié)數(shù)DMA+1,+3,+5,+7初始值與基字節(jié)數(shù)寄存器相同，由CPU一并寫入每次DMA傳送后，值自動-1。減為-1時，EOP信號有效。專用寄存器方式寄存器（DMA+0BH）用于設(shè)置DMA的操作類型、數(shù)據(jù)傳送方式、地址改變方式、自動預(yù)置以及通道選擇。數(shù)據(jù)傳送方式00：請求方式01：單字節(jié)方式10：塊方式11：級聯(lián)方式地址增量1：地址減10：地址加1自動預(yù)置1：自動預(yù)置0：非自動預(yù)置操作類型00：校驗(yàn)01：DMA寫10：DMA讀11：無效通道選擇00：通道001：通道110：通道211：通道3D7D6D5D4D3D2D1D08237A內(nèi)部寄存器通道專用寄存器（5個）通道公用寄存器（5個）命令寄存器狀態(tài)寄存器暫存寄存器請求寄存器屏蔽寄存器公用寄存器命令寄存器（只寫）用于控制8237A的操作，只能寫，不能讀。0:DREQ高有效1:DREQ低有效0:DACK低有效1:DACK高有效D7D6D5D4D3D2D1D00:滯后寫1:擴(kuò)展寫0:固定優(yōu)先級1:循環(huán)優(yōu)先級0:普通時序1:壓縮時序0:啟動8237A1:停止8237A0:通道0地

址不保持1:通道0地

址保持0:禁止M→M1:允許M→M公用寄存器狀態(tài)寄存器1:通道2有DMA請求1:通道3有DMA請求D7D6D5D4D3D2D1D01:通道1有DMA請求1:通道0有DMA請求1:通道3計(jì)數(shù)結(jié)束1:通道2計(jì)數(shù)結(jié)束1:通道1計(jì)數(shù)結(jié)束1:通道0計(jì)數(shù)結(jié)束當(dāng)前字節(jié)數(shù)達(dá)FFFFH時，產(chǎn)生終止計(jì)算的TC脈沖輸出低4位表示哪些通道傳輸結(jié)束；高4位表示哪些通道有DMA請求。公用寄存器屏蔽寄存器格式一：單通道屏蔽（DMA+0AH）D7D6D5D4D3D2D1D0屏蔽位1：屏蔽0：開通通道選擇00：通道001：通道110：通道211：通道3未使用D2=1，相應(yīng)通道禁止接收DREQ信號屏蔽寄存器（8位）格式二：四通道屏蔽（DMA+0FH）D7D6D5D4D3D2D1D0通道2未使用通道0通道1通道3若低4位全為1，則屏蔽所有的DMA請求；若低4位全為0，則允許4個DMA請求。4個屏蔽位相互獨(dú)立公用寄存器例：為了支持存儲盤讀寫操作，DMA初始化時必須開放通道2，以響應(yīng)存儲的DMA請求。試采用單通道屏蔽和4通道屏蔽兩種方式實(shí)現(xiàn)。（已知單通道屏蔽寄存器和4通道屏蔽寄存器對應(yīng)的地址分別為0AH和0FH）解：使用單通道屏蔽方式MOVAL,00000010B;開放通道2OUT0AH,AL(2)使用4通道屏蔽方式 MOVAL,00001011B;開放通道2 OUT0FH,AL公用寄存器請求寄存器（DMA+9）D7D6D5D4D3D2D1D0請求位1：有請求0：無請求通道選擇00：通道001：通道110：通道211：通道3未使用用于軟件啟動DMA請求。一般DMA請求由硬件通過DREQ引腳發(fā)出。但也可通過軟件啟動DMA請求。MM傳送必須軟件請求，傳送方式必須是塊傳輸方式，傳送結(jié)束后EOP信號自動清除請求位。公用寄存器暫存寄存器（8位，DMA+0DH）在M→M的傳輸中，用于暫存從源地址單元讀出的數(shù)據(jù)。復(fù)位時清除該寄存器的內(nèi)容。M→M的傳輸需用到2個通道：通道0的地址寄存器存放源地址。通道1的地址寄存器存放目的地址。M→M傳輸，每傳輸一字節(jié)需8個時鐘周期(2個DMA周期)：前4個時鐘周期，從通道0讀出源數(shù)據(jù)送入暫存寄存器。后4個時鐘周期，將暫存寄存器中的數(shù)據(jù)寫入通道1指示的目標(biāo)內(nèi)存區(qū)域。8237A內(nèi)部寄存器的地址分配8237A內(nèi)部共有10種寄存器，對這些寄存器進(jìn)行讀、寫操作共有16個端口，記為DMA+0~DMA+15，使用地址A3~A0進(jìn)行尋址。每個通道有2個專用的地址，其余8個地址由各通道共用。端口通道I/O端口地址寄存器讀(IOR)寫(IOW)DMA+0000H當(dāng)前地址寄存器基地址與當(dāng)前地址寄存器DMA+1001H當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器基字節(jié)與當(dāng)前字節(jié)寄存器DMA+2102H當(dāng)前地址寄存器基地址與當(dāng)前地址寄存器DMA+3103H當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器基字節(jié)與當(dāng)前字節(jié)寄存器DMA+4204H當(dāng)前地址寄存器基地址與當(dāng)前地址寄存器DMA+5205H當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器基字節(jié)與當(dāng)前字節(jié)寄存器DMA+6306H當(dāng)前地址寄存器基地址與當(dāng)前地址寄存器DMA+7307H當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器基字節(jié)與當(dāng)前字節(jié)寄存器4個通道專用的8個地址各通道共用的8個地址端口通道I/O端口地址寄存器讀(IOR)寫(IOW)DMA+8公用08H狀態(tài)寄存器命令寄存器DMA+909H——請求寄存器DMA+100AH——單通道屏蔽寄存器DMA+110BH——工作方式寄存器DMA+120CH——

清除先/后觸發(fā)器命令*DMA+130DH暫存寄存器

總清命令*DMA+140EH——

清四通道屏蔽寄存器命令*DMA+150FH——四通道屏蔽寄存器注：*為軟命令。軟命令軟命令：指只要對特定的地址進(jìn)行一次寫操作，命令就會生效，而與寫入的具體內(nèi)容無關(guān)。OUT5DH,AL軟命令直接由地址和控制信號譯碼實(shí)現(xiàn)，無需數(shù)據(jù)線。一般需要#CS、#IOW和內(nèi)部寄存器地址同時有效。DMA操作中有總清命令、清四通道屏蔽寄存器命令、清除先/后觸發(fā)器命令3種軟命令。端口I/O端口地址寄存器讀(IOR)寫(IOW)DMA+130DH暫存寄存器總清命令*總清命令與硬件Reset信號功能相同功能1：使DMA控制器內(nèi)部的狀態(tài)寄存器、命令寄存器、請求寄存器、暫存寄存器和先/后觸發(fā)器清0。功能2：使屏蔽寄存器全置1，即禁止所有的DMA請求。命令形式：OUT0DH,AL;AL可以為任意值清四道屏蔽寄存器命令功能：使四個通道的屏蔽位均清0，即允許四個通道的DMA請求。命令形式：OUT0EH,AL清先/后觸發(fā)器命令8237A內(nèi)部有一個“先/后觸發(fā)器”，其值為0時訪問16位寄存器的低字節(jié)；為1時訪問高字節(jié)。該觸發(fā)器復(fù)位時清0，以后每訪問一次（寄存器），觸發(fā)器狀態(tài)自動翻轉(zhuǎn)，即可按先低字節(jié)、后高字節(jié)的順序?qū)懭搿?OUTDMA+0,AL

MOVAL,AH

OUTDMA+0,AL命令形式：OUT0CH，AL；AL可為任意值8237A的編程8237A初始化編程的步驟：發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器例：利用8237A的通道0將外設(shè)54KB的數(shù)據(jù)塊傳送至內(nèi)存5678H開始的區(qū)域(增量傳送)，采用塊傳輸方式，非自動預(yù)置。外設(shè)的DREQ和DACK均高電平有效。已知8237A的端口地址為50H~5FH，試給出初始化程序段。解：（1）端口地址分析已知端口地址為50H~5FH，則相關(guān)寄存器的端口地址為：總清命令：DMA+0DH=50H+0DH=5DH基地址和當(dāng)前地址寄存器：50H基字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器：51H工作方式寄存器：5BH屏蔽寄存器(單通道)：5AH命令寄存器：58H請求寄存器：59H發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器例：利用8237A的通道0將外設(shè)54KB的數(shù)據(jù)塊傳送至內(nèi)存5678H開始的區(qū)域(增量傳送)，采用塊傳輸方式，非自動預(yù)置。外設(shè)的DREQ和DACK均高電平有效。已知8237A的端口地址為50H~5FH，試給出初始化程序段。OUT5DH，AL ;總清命令發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器例：利用8237A的通道0將外設(shè)54KB的數(shù)據(jù)塊傳送至內(nèi)存5678H開始的區(qū)域(增量傳送)，采用塊傳輸方式，非自動預(yù)置。外設(shè)的DREQ和DACK均高電平有效。已知8237A的端口地址為50H~5FH，試給出初始化程序段。MOVAL，78H ;寫基地址和當(dāng)前地址寄存器(低字節(jié))OUT50H，ALMOVAL，56H ;寫基地址和當(dāng)前地址寄存器(高字節(jié))OUT50H，AL

發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器例：利用8237A的通道0將外設(shè)54KB的數(shù)據(jù)塊傳送至內(nèi)存5678H開始的區(qū)域(增量傳送)，采用塊傳輸方式，非自動預(yù)置。外設(shè)的DREQ和DACK均高電平有效。已知8237A的端口地址為50H~5FH，試給出初始化程序段。MOVAL,0 ;寫基字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器(低字節(jié))OUT51H,AL ;54K=D800HMOVAL,0D8H ;寫基字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器(高字節(jié))OUT51H,AL

發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器例：利用8237A的通道0將外設(shè)54KB的數(shù)據(jù)塊傳送至內(nèi)存5678H開始的區(qū)域(增量傳送)，采用塊傳輸方式，非自動預(yù)置。外設(shè)的DREQ和DACK均高電平有效。已知8237A的端口地址為50H~5FH，試給出初始化程序段。發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器MOVAL，1000

0100H;工作方式：塊傳輸，地址增量OUT5BH，AL ;非預(yù)置，DMA寫，通道0例：利用8237A的通道0將外設(shè)54KB的數(shù)據(jù)塊傳送至內(nèi)存5678H開始的區(qū)域(增量傳送)，采用塊傳輸方式，非自動預(yù)置。外設(shè)的DREQ和DACK均高電平有效。已知8237A的端口地址為50H~5FH，試給出初始化程序段。發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器MOVAL，00000000H;通道0不被屏蔽OUT5AH，AL ;使用單通道屏蔽寄存器例：利用8237A的通道0將外設(shè)54KB的數(shù)據(jù)塊傳送至內(nèi)存5678H開始的區(qū)域(增量傳送)，采用塊傳輸方式，非自動預(yù)置。外設(shè)的DREQ和DACK均高電平有效。已知8237A的端口地址為50H~5FH，試給出初始化程序段。發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器MOVAL，1010

0000H;命令寄存器：DACK和DREQ高OUT58H，AL;啟動8237A，非M→M傳輸發(fā)送總清命令（復(fù)位）寫基本地址和當(dāng)前地址寄存器寫基本字節(jié)和當(dāng)前字節(jié)寄存器寫工作方式寄存器寫屏蔽寄存器寫命令寄存器寫請求寄存器例：利用8237A的通道0將外設(shè)54KB的數(shù)據(jù)塊傳送至內(nèi)存5678H開始的區(qū)域(增量傳送)，采用塊傳輸方式，非自動預(yù)置。外設(shè)的DREQ和DACK均高電平有效。已知8237A的端口地址為50H~5FH，試給出初始化程序段。MOVAL，00000100H;通道0有請求OUT59H，AL ;請求寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0請求位1：有請求0：無請求通道選擇00：通道001：通道110：通道211：通道3未使用8237A的工作時序8237A工作周期分為2類：空閑周期和有效周期?？臻e周期Si復(fù)位后8237A處于空閑周期。此時，8237A處于被動狀態(tài)，CPU可對其進(jìn)行初始化；或雖已初始化，但尚未有DMA請求。有效周期8237A獲得外設(shè)的DMA請求后，從空閑周期轉(zhuǎn)入有效周期。此時，它作為主控芯片，控制DMA的傳輸過程。有效周期由S0~S4，共5個狀態(tài)組成。8237A的工作時序S0：等待周期8237A收到外設(shè)的DREQ請求，并向CPU發(fā)送HRQ后，就從空閑周期Si轉(zhuǎn)入等待周期S0，并重復(fù)執(zhí)行S0，等待CPU讓出總線控制權(quán)。處在S0狀態(tài)，若收到CPU發(fā)來的HLDA響應(yīng)，即CPU已讓出總線控制權(quán)，則S0狀態(tài)結(jié)束，準(zhǔn)備進(jìn)入DMA工作狀態(tài)。8237A的工作時序S1：更新高8位地址8237A用DB7~DB0送出高8位地址A15~A8，同時使ADSTB和AEN有效，使得高8位地址首先送入鎖存器，然后再從鎖存器送入總線系統(tǒng)。由于傳輸一段連續(xù)的數(shù)據(jù)塊時，存儲器地址總是相鄰的，其高8位地址往往不變，這樣在傳輸下一個字節(jié)時就無需更新高8位地址，此時S1可省略。只有低8位向高8位進(jìn)位時才會再次更新高8位地址，故每傳送256個字節(jié)才出現(xiàn)一個S1周期。8237A的工作時序S2：發(fā)DACK尋址I/O設(shè)備，并輸出16位RAM地址和讀信號8237A向外設(shè)發(fā)DACK信號，啟動外設(shè)工作，同時發(fā)出16位RAM地址線。如果為讀內(nèi)存操作，則向存儲器發(fā)#MEMR信號。如果為讀外設(shè)操作，則向外設(shè)發(fā)#IOR信號。8237A