1、DMA與DMA控制器,DMA(Direct Memory Access)的概念 DMA方式不用處理器干預(yù)完成M與I/O間數(shù)據(jù)傳送。 DMA期間系統(tǒng)總線由其它主模塊控制(驅(qū)動) 控制總線的主模塊要提供系統(tǒng)的地址及控制信號。 DMA控制器與處理器配合可實現(xiàn)系統(tǒng)的DMA功能。,地址總線,HRQ DREQ DMAC HLDA DACK,總線 請求,總線 響應(yīng),HOLD HLDA,CPU,DMA 請求,DMA 響應(yīng),I / O 設(shè)備,控制總線,數(shù)據(jù)總線,DMA與DMA控制器（續(xù)）,2. DMA系統(tǒng)組成及工作過程 DMA系統(tǒng)組成,DMA與DMA控制器（續(xù)）,2. DMA系統(tǒng)組成及工作過程 DMA工作過程

2、I/O向DMAC DMAC向 CPU響應(yīng) DMAC向 發(fā)請求 CPU發(fā)請求 DMAC請求 I/O發(fā)響應(yīng),DMA傳 送結(jié)束,DMA傳 送進(jìn)行,DMAC發(fā)出 控制信號,DMAC發(fā)出 內(nèi)存地址,允許 DMA,DMA 請求？,DMAC發(fā)BUS請求,CPU響應(yīng)DMA 放棄BUS,DMAC控制 傳一個字節(jié),塊結(jié)束否？,放棄總線中斷請求,N,DMA 放 總 線,N,Y,字節(jié)傳送,Y,DMA傳送方式,允許 DMA,DMA請求？,DMAC發(fā)BUS請求,CPU 響應(yīng) DMA 放棄 BUS,DMAC控制 傳一個字節(jié),塊結(jié)束否？,放總線中斷請求,DMA請求？,N,Y,Y,N,塊傳送,DMA傳送方式,允許 DMA,DM

3、A請求？,DMAC發(fā)出BUS請求,CPU響應(yīng)DMA放棄總線,DMAC 控制傳一個字節(jié),塊結(jié)束否？,放總線中斷請求,Y,DMA請求？,Y,放總線,N,N,Y,隨機(jī)請求 DEMAND REQUEST,DMA傳送方式,控制 REG. 8,HRQ,Addr.Temp.16,Count Temp. 16,狀態(tài) REG. 8,暫存器 8,HLDA,REN,MODE REG.6,REQ,1,FLAG,1,MASK,FLAG,當(dāng)前ADDR.REG. 16,基地址 REG. 16,可讀,非讀,當(dāng)前字節(jié)計數(shù)器.16,基字節(jié)數(shù)REG.16,通道0,通道1,通道2,通道3,HOLD,HLDA,CLOCK,AEN,關(guān)閉

4、CPU地址鎖存器,EN#,STB,鎖存器,ADSTB,DB7 ： DB0,IO / M#,CS#,ADDR. 譯 碼,DATA SUB,A15A8,A7A0,地 址 總 線,A3A0,A7A4,IOR#,MEMR#,IOW#,MEMW#,READY,RESET,DREQ0,DACK0,DREQ1,DACK1,DREQ2,DREQ3,DACK2,DACK3,EOP#,3.Intel 8237A可編程DMA控制器框圖,DMA與DMA控制器（續(xù)）,3.Intel 8237A可編程DMA控制器框圖(續(xù)） 8237A主從兩面性： 作為DMAC，8237A是可控制總線的主模塊。 作為I/O芯片，8237A

5、可被處理器讀寫。 運行時注意8237A主-從地址的變化。 8237A組成說明： 8237A有四個獨立通道：每個通道有16位地址REG，16位字節(jié)數(shù)計數(shù)器，6位模式REG。 四個通道公用控制寄存器，狀態(tài)寄存器，屏蔽寄存器，請求標(biāo)志寄存器及暫存器，各寄存器均為8位。,DMA與DMA控制器（續(xù)）,3.Intel 8237A可編程DMA控制器框圖(續(xù)） 8237A組成說明： 基地址寄存器：放DMA傳送RAM地址初值。 當(dāng)前地址寄存器： DMA傳送時內(nèi)容變化,可讀。 基字節(jié)數(shù)寄存器： DMA傳送的總字節(jié)數(shù)。 當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器： DMA傳送時內(nèi)容變化,可讀。,DMA與DMA控制器（續(xù)）,3.Intel 8

6、237A可編程DMA控制器框圖(續(xù)） 8237A引線說明： DB7-DB0：雙向數(shù)據(jù)總線。 8237A為從模塊時被處理器編程或讀狀態(tài)，DB7-DB0作為數(shù)據(jù)線，傳輸數(shù)據(jù)或命令字。 8237A為主模塊時DB7-DB0輸出地址A15-A8，在 M M傳送操作時經(jīng)DB7-DB0，將M數(shù)據(jù)送8237A暫存器。 A3-A4：地址線，從模塊時為輸入，處理器尋址8237A；主模塊時輸出低壓位地址。,DMA與DMA控制器（續(xù)）,A7-A4：地址線，主模塊時輸出A7-A4。 CS#：片選，從模塊時處理器用來尋址8237A。 IOR#，IOW#：I/O讀寫控制，雙向。8237A在從模塊時為輸入，在主模塊時為輸出。

7、 AEN，ADSTB輸出：8位地址鎖存允許及選通。在主模塊時允許外部鎖存器鎖存8237A的高8位地址。 MEMR#，MEMW：輸出，存儲器讀寫控制，主模塊時送存儲器。 READY：輸入，準(zhǔn)備就緒，主模塊時控制總線周期的長度，與慢速設(shè)備同步。,DMA與DMA控制器（續(xù)）,RESET：輸入，復(fù)位信號，復(fù)位時屏幕寄存器置1，其它寄存器置0。 EOP#：雙向。輸出時，表明內(nèi)部通道傳送結(jié)束；輸入時，表明外部強(qiáng)迫DMA傳送停止。 DREQ0-DREQ3：I/O設(shè)備DMA請求輸入信號。 DACK0-DACK3：輸出DMA請求的響應(yīng)。 HRQ：8237A向處理器發(fā)出的總線請求信號。 HLDA：處理器發(fā)給823

8、7A的總線請求響應(yīng)信號。,通道,REGISTER,操作,CS #10R# 10W#,A3 A2 A1 A0,內(nèi) F/F,DB0DB7,0,0,0,1,1,1,1,基 / 現(xiàn)行地址,基 / 現(xiàn)行字計數(shù),現(xiàn)行地址,現(xiàn)行字計數(shù),基 / 現(xiàn)行地址,現(xiàn)行地址,基 / 現(xiàn)行字計數(shù),現(xiàn)行字計數(shù),寫,寫,寫,寫,讀,讀,讀,讀,0 1 0 0 1 0,0 0 1 0 0 1,0 1 0 0 1 0,0 0 1 0 0 1,0 1 0 0 1 0,0 0 1 0 0 1,0 0 1 0 0 1,0 1 0 0 1 0,0 0 0 0 0 0 0 0,0 0 0 0 0 0 0 0,0 0 0 1 0 0 0 1

9、,0 0 0 1 0 0 0 1,0 0 1 0 0 0 1 0,0 0 1 0 0 0 1 0,0 0 1 1 0 0 1 1,0 0 1 1 0 0 1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,A0 A7 A8 A15,A0 A7 A8 A15,W0 W7 W8 W15,W0 W7 W8 W15,W0 W7 W8 W15,W0 W7 W8 W15,A0 A7 A8 A15,A0 A7 A8 A15,8237A 字計數(shù)器與地址寄存器端口號與對應(yīng)操作（1）,8237A編程 地址、字計數(shù)器端口分配,0,通道,REGISTER,操作,CS #10R# 10W#,A3 A

10、2 A1 A0,內(nèi) F/F,DB0DB7,2,2,3,3,3,3,基 / 現(xiàn)行地址,基 / 現(xiàn)行字計數(shù),現(xiàn)行地址,現(xiàn)行字計數(shù),基 / 現(xiàn)行地址,現(xiàn)行地址,基 / 現(xiàn)行字計數(shù),現(xiàn)行字計數(shù),寫,寫,寫,寫,讀,讀,讀,讀,0 1 0 0 1 0,0 0 1 0 0 1,0 1 0 0 1 0,0 0 1 0 0 1,0 1 0 0 1 0,0 0 1 0 0 1,0 0 1 0 0 1,0 1 0 0 1 0,0 1 0 0 0 1 0 0,0 1 0 0 0 1 0 0,0 1 0 1 0 1 0 1,0 1 0 1 0 1 0 1,0 1 1 0 0 1 1 0,0 1 1 0 0 1 1 0

11、,0 1 1 1 0 1 1 1,0 1 1 1 0 1 1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,A0 A7 A8 A15,A0 A7 A8 A15,W0 W7 W8 W15,W0 W7 W8 W15,W0 W7 W8 W15,W0 W7 W8 W15,A0 A7 A8 A15,A0 A7 A8 A15,8237A 字計數(shù)器與地址寄存器端口號與對應(yīng)操作（2）,2,2,操作命令與端口號對應(yīng)關(guān)系表,A3 A2 A1 A0 IOR# IOW# 操 作 十六進(jìn)制,1 0 0 0 0 1 讀狀態(tài) REG. 8 1 0 0 0 1 0 寫命令/控制 REG.,1 0 0 1

12、 0 1 非法 9 1 0 0 1 1 0 寫DMA請求標(biāo)志 REG.,1 0 1 0 0 1 非法 A 1 0 1 0 1 0 寫屏蔽標(biāo)志 REG.,1 0 1 1 0 1 非法 B 1 0 1 1 1 0 寫模式 REG.,1 1 0 0 0 1 非法 C 1 1 0 0 1 0 清除字節(jié)指針 F/F,1 1 0 1 0 1 讀暫存器 D 1 1 0 1 1 0 復(fù)位 （總清）,1 1 1 0 0 1 非法 E 1 1 1 0 1 0 清除/屏蔽標(biāo)志 REG.,1 1 1 1 0 1 非法 F 1 1 1 1 1 0 寫所有屏蔽 REG,單一位,三個軟件 命令不依 賴DB上 數(shù)據(jù),所有位,

13、8237A 模式 REG. 格式（寫B(tài)號）：工作方式設(shè)定,D7,D6,D5 D4,D3,D2,D1,D0,模式選擇,隨機(jī)請求傳輸模式 0 0,單字節(jié)傳輸模式,0,0,1,1,1,1,非傳輸模式,級聯(lián)傳輸模式,地址增量選擇,地址加1 0,地址減1 1,自動預(yù)置功能選擇,禁止 0,允許 1,通道選擇,0 選 0# Channel,0,0,1,1,1,0,1,選 1# Channel,選 2# Channel,選 3# Channel,傳輸類型選擇,0 0 校驗傳輸,0,0,1,1,1,1,X X,寫傳輸,讀傳輸,非 法,D7 D6=11,8237A 控制/命令REG. 格式（寫8號）：硬件設(shè)置與運

14、行控制 8237A硬件設(shè)置：,D7,D6,D5 D4,D3,D2,D1,D0,DACK有效電平,低電平有效 0,高電平有效,1,0,1,DREQ有效電平,高電平有效,擴(kuò)展寫,MEM.,0,1,1,0,0,1,Enable 8237A,低電平有效,不擴(kuò)展寫,0,擴(kuò)展寫,1,D3=1,X,優(yōu)先級類型,0,1,固定優(yōu)先級,循環(huán)優(yōu)先級,MEM. 傳輸,禁止,允許,Channel 0 地址保持不變,X,Disable,Enable,D0=0,8237A 工作,Disable 8237A,時序類型,0,1,X,普通時序,壓縮時序,D0=1,8237A DMA 請求REG. 格式（寫9號）,D7,D6,D3

15、,D2,D1,D0,D5,D4,運行控制,不用,0,清除DMA請求位,建立DMA請求位,1,0,0,Channel 0,0,0,1,1,1,1,Channel 1,Channel 2,Channel 3,8237A 控制/命令REG. 格式（寫9號）：硬件設(shè)置與運行控制 8237A運行控制命令字：軟件DMA請求,8237A 屏蔽 REG. 格式 （單一位）（寫A號）,D7,D6,D3,D2,D1,D0,D5,D4,運行控制,不用,0,清除 MASK 位,建立 MASK 位,1,0,0,Channel 0,0,0,1,1,1,1,Channel 1,Channel 2,Channel 3,通道選

16、擇,8237A 控制/命令REG. 格式（寫A號）：硬件設(shè)置與運行控制 8237A運行控制命令字：設(shè)屏蔽字（單通道）,8237A 全4位 MASK REG. 格式 （寫F號）,D7,D6,D3,D2,D1,D0,D5,D4,運行控制,不用,0,清 Channel 3 M 位,設(shè) Channel 3 M 位,1,0,0,1,1,0,清 Channel 2 M 位,1,設(shè) Channel 2 M 位,清 Channel 0 Mask 位,設(shè) Channel 0 Mask 位,清 Channel 1 Mask 位,設(shè) Channel 1 Mask 位,8237A 控制/命令REG. 格式（寫F號）：硬件設(shè)置與運行控制 8237A運行控制命令字：設(shè)屏蔽字（四通道）,DMA與DMA控制器（續(xù)）,8237A編程（續(xù)） 關(guān)于3個軟件命令：與端口號有關(guān)，與DB線上的內(nèi)容無關(guān)。 寫C號地址：清除字節(jié)指針F/F，使將裝入順序為先LSB后MSB。 寫D號地址：總清除命令，屏蔽REG.為1，其它REG.為0 ，軟件復(fù)位。 寫E號地址，清除屏蔽標(biāo)志。,編程過程,HLDA無效時8237A接受P編程，不管HRQ是否有效。 編程前禁止8237A：發(fā)關(guān)閉8237A命令，向8號端口（硬件設(shè)置）寫04H，或?qū)νǖ肋M(jìn)行屏蔽。 用軟命令發(fā)出總清