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[信息与通信]DMA控制器
版权声明 本电子教案内容为西北师范大学计算机科学系微机原理与汇编语言课讲义,大家可以自己个人使用。但由于本教案同时也部分使用了其他人所写讲义或CAI课件的内容,因此禁止使用本材料进行任何商业性或赢利性活动。同时作者不承担由于使用本教案而引发的其他连带责任。转载时请保留本版权声明。 - 索国瑞 suogr@ DMA控制器 DMA基本概念 DMA控制器8237 1 DMA 基本概念 2 DMA 控制器8237 8237 的主要功能 8237 的结构 8237 的工作周期 8237 的工作方式 本章重点 DMA操作的概念与接口的含义 8237的结构及主要引脚 8237工作方式与操作时序 8237的控制字与初始化方法 作业 P277:第8大题之6、7小题 P280:第16、17大题 CPU 就可以对 8237 的内部寄存器进行写入操作,实现对 8237 的编程或改变工作状态。在这种情况下,由控制信号 IOR# 和 IOW#、地址信号 A3 ~ A0 来选择 8237 内部不同的寄存器。…… 由于 8237 内部的地址寄存器和字节数计数器都是 16 位的,而数据线是 8 位的,所以,在 8237 的内部有一个触发器,称为高低触发器,由他来控制写入 16 位寄存器的高 8 位还是低 8 位。8237 还具有一些软件命令,这些命令是通过对地址(A3 ~ A0)和 IOW#、CS# 信号的译码决定的,不使用数据总线。 2.有效周期(Active Cycle) 8237 在 SI 状态采样到外设有请求时,就脱离 SI 而进入 S0 状态。S0 状态是 DMA 服务的第一个状态。在这个状态下 8237 已经接收了外设的请求,并向 CPU 发出了 DMA 请求信号 HRQ,但尚未收到 CPU 的 DMA 响应信号 HLDA。…… 当接收到 HLDA,8237 就会进入工作状态,开始 DMA 传送。工作状态由 S1、S2、S3、S4 组成,以完成数据传送。如果外设的数据传送速度比较慢,不能在 S4 之前完成,则可以由 Ready 线在 S2 或 S3 与 S4 之间插入 SW 状态。 在存储器与存储器之间进行数据传送时,需要完成从存储器读和到存储器写的操作。每次存储器与存储器之间的数据传送需要 8 个时钟周期,在前 4 个周期 S11、S12、S13、S14 完成从存储器读,后 4 个周期 S21、S22、S23、S24 完成存储器写。 8237 在 DMA 传送时有 4 种工作方式。 1.单字节传送方式 这种方式一次只传送一个字节。数据传送后,字节计数器减量,地址也要做相应地修改(增量或减量取决于编程)。HRQ 变为无效,释放系统总线。如果传送使字节数减为 0,TC 发生或者终结 DMA 传送,或重新初始化 8237。 在这种方式下,DREQ 信号必须保持有效,直至 DACK 信号变为有效。但是,如果 DREQ 有效的时间覆盖了单字节传送所需要的时间,那么 8237 在传送完一个字节后,先释放总线,然后再产生下一个 DREQ,以完成下一个字节的传送。在 8080/8085 系统中,这样的方式在两次 DMA 传送之间,CPU 至少执行一个机器周期。 2.块传送方式 在这种传送方式下,8237 由 DREQ 启动后就连续地传送数据,直至字节数计数器减到零产生 TC 信号为止,或者由外部输入有效的 EOP# 信号来终结 DMA 传送。 在这种方式下,DREQ 信号只需要维持到 DACK 有效。在数据块传送完毕后,或是终结操作,或是重新初始化。 3.请求传送方式 在这种工作方式下,8237 可以进行连续的数据传送。当出现以下三种情况之一时停止传送。 (1)字节数计数器减到 0,发生 TC; (2)由外界送来一个有效的 EOP# 信号; (3)外界的 DREQ 信号变为无效(外设的数据已传送完)。 当由于第三种情况使传送停下来时,8237 释放总线,CPU 可以继续操作。而 8237 的地址和字节数的当前值可以继续保存在相应通道的当前地址寄存器和字节数寄存器中。只要外设准备好了要传送的新数据,由 DREQ 再次有效就可以使传送继续下去。 4.级连方式 这种方式用于计算机系统需要更多的DMA 通道的情况。通过 8237 芯片的级连扩展通道可以满足这个要求。第二级的 HRQ 和 HLDA 信号连到第一级的 DREQ 和 DACK 上,如图 8-23 所示。 第二级各个芯片的优先权等级与所连的通道相对应。在这种工作情况下
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