数字量输与入输出-DMA控制系统 .pptVIP

直接存储器存取DMA DMA控制器的功能 I/O向DMAC DMAC向 CPU响应 DMAC向 发请求 CPU发请求 DMAC请求 I/O发响应 8237内部结构 8237A有4个独立的DMA通道 内部寄存器 基址寄存器（4个）和当前地址寄存器（4个） 基字节计数器（4个）和当前字节计数器（4个） 临时地址寄存器 状态寄存器 命令寄存器 临时寄存器 模式寄存器（4个） 屏蔽寄存器 请求寄存器 8237外部引脚 8237A主从两面性： 作为DMAC，8237A是可控制总线的主模块。 作为I/O芯片，8237A可被处理器读写。 注意8237A主-从地址的变化。 8237A引线说明： DB7-DB0：双向数据总线。 8237A为从模块时被处理器编程或读状态，DB7-DB0作为数据线，传输数据或命令字。 8237A为主模块时DB7-DB0输出地址A15-A8，在 存储器到存储器传送操作时经DB7-DB0，将存储器数据送8237A暂存器。 A3-A0：地址线，从模块时为输入，处理器寻址 8237A；主模块时输出最低4位地址。 A7-A4：地址线，主模块时输出A7-A4。 CS： 片选，从模块时处理器用来寻址8237A。 IOR，IOW：I/O读写控制，双向。8237A在从模块时 为输入，在主模块时为输出。 AEN 输出，DMA地址允许信号，高电平有效 ADSTB 输出：8位地址选通信号；在主模块时允许外部锁存器锁存8237A的高8位地址。 MEMR，MEMW：输出，存储器读写控制，主模块时送存储器。 READY：输入，准备就绪，主模块时控制总线周期的长度，与慢速设备同步。 RESET：输入，复位信号，复位时屏蔽寄存器置 1，其它寄存器置0。 EOP：双向。输出时，表明内部通道传送结束； 输入时，表明外部强迫DMA传送停止。 DREQ0-DREQ3：I/O设备DMA请求输入信号。 DACK0-DACK3：输出DMA请求的响应。 HRQ：8237A向处理器发出的总线请求信号。 HLDA：处理器发给8237A的总线请求响应信号。 8237的工作模式 1. 单字节传输模式(single transfer mode) 2. 块传输模式(block transfer mode) 3. 请求传输模式(demand transfer mode) 4. 级联模式(cascade mode) 1. 单字节传输模式(single transfer mode) 在单字节传输方式下，DMA控制器每次请求总线只传送一个字节数据，传送完后即释放总线控制权。 在此方式下，总线控制权处于CPU与DMA控制器交替控制之中，其间，总线控制权经过多次交换。 以从内存输出一个字节数据到外设的DMA传送过程为例，具体说明DMA的操作过程。 若从外设往内存输入一个数据块(输入过程)，在单字节传输模式下，其主要工作过程为： (1) I/O接口向DMA控制器发送DMA请求信号； (2) DMA控制器向CPU发总线请求信号，当得到CPU送来的总 线允许信号后，DMA控制器获得总线控制权； (3) DMA控制器将其地址寄存器的内容送到地址总线上； (4) DMA控制器往I/O接口发送DMA响应信号，并接着发出 读I/O接口信号IOR，令I/O接口把数据送到数据总线上； (5) DMA控制器发出存储器写信号MEMW，将数据传送到由地 址总线上的地址所指向的内存单元； (6) DMA控制器放弃对总线的控制权； (7) 地址寄存器加1； (8) 字节计数寄存器减1； (9) 如果字节计数寄存器的值不为零，则返回第一步，否则结 束。 8237仅在空闲状态SI（CPU控制总线）时，采样DREQ信号并进行优先级比较，一旦进入DMA过程，8237只在S1—S4之间循环，不能再对DREQ信号进行采样或优先级比较，即不会发生DMA嵌套。 单字节传输模式的优点是系统总线不至于长时间陷入对某一个DMA通道的服务。 PC系列中给用户提供的DMA通道只允许使用单字节传输模式。 仍比查询、中断方式快很多 2. 块传输模式(block transfer mode) 块传输模式是指DMA控制器每次请求总线即连续传送一个数据块，待整个数据块全部传送完成后再释放总线控制权。这种模式传输效率较高。 一次所传送数据块的最大长度可达64KB 3. 请求传输模式(demand transfer mode) 和块传输模式相比，仅