微型计算机原理与接口技术（第二版）第9章 DMA技术及DMA控制器.pptxVIP

微型计算机原理与接口技术（第二版）第9章 DMA技术及DMA控制器9.1 直接存储器存取（DMA）技术概述9.2 可编程DMA控制器8237A9.3 DMA技术在微型计算机系统中的应用习题与思考学习目标9.1 直接存储器存取（DMA）技术概述9.1.1 DMA控制器的基本功能9.1.2 DMA控制器的一般结构9.1.3 DMA控制器的工作方式9.1.4 DMA操作过程9.1.1 DMA控制器的基本功能DMA通道存储器I/O接口高速I/O设备DMAC能接受CPU的编程，以便进行功能设定。能接收I/O接口的DMA请求，并向CPU发出总线请求信号，请求总线控制权。CPU响应总线请求之后，DMAC能接管总线的控制，进入DMA传送过程。能实现有效的寻址，即能输出地址信息并在数据传送过程中自动修改地址指针。能向内存储器和I/O接口发出相应的读/写控制信号。能控制传送数据的字节数，判定DMA传送是否结束。DMA结束时能释放总线，恢复CPU对总线的控制。9.1.2 DMA控制器的一般结构I/O接口DMA请求存储器CPU总线请求总线接口控制寄存器DMA响应总线响应状态寄存器总线控制逻辑I/O外设地址寄存器DMA结束信号字节计数器9.1.3 DMA控制器的工作方式（1）单字节传送方式　每次DMA操作只传送一个字节。（2）块传送方式（组传送方式）　每次DMA操作连续传送一组数据。（3）请求传送方式　类似于块传送方式，只是当外设发来的DREQ无效时暂停DMA操作，有效时继续。（4）级联传送方式　这种方式可以扩展系统中的DMA通道数量。9.1.3 DMA控制器的工作方式（1）单字节传送方式　每次DMA操作只传送一个字节。（2）块传送方式（组传送方式）　每次DMA操作连续传送一组数据。（3）请求传送方式HOLDHRQDREQHRQDREQI/O接口…HLDADACKHLDAHLDADACK　类似于块传送方式，只是当外设发来的DREQ无效时暂停DMA操作，有效时继续。…DREQI/O接口DACKCPU二级DMACDREQHRQDREQI/O接口（4）级联传送方式…DACKHLDADACK一级DMACDREQI/O接口　这种方式可以扩展系统中的DMA通道数量。DACK二级DMAC9.1.4 DMA操作过程（以数据由外部设备向存储器输入为例）CPU对DMAC初始化，送入存储器起始地址、数据块长度。从I/O接口向DMAC发出DMA请求信号DREQ。DMAC向CPU发出总线请求HRQ。CPU结束现行总线周期后向DMAC回送总线响应信号HLDA。CPU让出控制总线、地址总线、数据总线，由DMAC控制。DMAC向外部设备发出DMA响应信号DACK。进行DMA传送：DMAC向I/O接口发出读信号，数据读到DB上，通过AB发送存储器地址，通过CB向存储器发出写信号，DB上的数据写入指定的存储器单元。DMAC修改内部地址寄存器+1或-1，字节计数器-1。重复第7、8步，直至设定的字节数传送完毕。DMAC撤消HRQ信号，释放总线，CPU重新控制总线。9.2 可编程DMA控制器8237A9.2.1 8237A的主要特性9.2.2 8237A的内部结构9.2.3 8237A的引脚功能9.2.4 8237A的操作方式9.2.5 8237A的编程9.2.1 8237A的主要特性?单一+5V电源，单相时钟，40条引脚，双列直插式封装。采用5MHz时钟，传送速率可达1.6MB/s。具有4个独立的DMA通道，每个通道一次最多传送64KB。可实现内存与外设、内存两个区域间的高速批量数据传送。每个通道的DMA请求可分别允许或禁止，4个通道的DMA请求的优先级可由软件设定为固定方式或循环方式。4种工作方式：单字节传送、块传送、请求传送、级联传送。可用级联方式扩展DMA通道数目。有一条DMA传送结束信号，可以由内部计数结束产生输出，也允许外界利用此输入端结束DMA传送 。9.2.2 8237A的内部结构9.2.2 8237A的内部结构名称位数数量CPU访问方式名称位数数量CPU访问方式基地址寄存器164写命令寄存器81写基字节计数器164写工作方式寄存器64写当前地址寄存器164读/写屏蔽寄存器41写当前字节计数器164读/写请求寄存器41写地址暂存器161不能访问状态寄存器81读计数暂存器161不能访问暂存寄存器81读　8237A从态时受CPU的控制，时序与控制逻辑电路接受系统送来的时钟、复位、片选和读/写控制等信号，完成相应的内部控制操作。　　　　8237A主态时，向存储器或I/O接口发出读/写等各种控制信号。1．时序与控制逻辑2．优先级编码及控制逻辑3．命令控制逻辑4．数据和地址缓冲器组5．内部寄存器组　根据CPU对8237A初始化时的设置要求，对同时提