第五章_I_O接口技术

1、主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：计算机硬件技术基础计算机硬件技术基础主讲：焦明海主讲：焦明海东北大学计算中心东北大学计算中心主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：第五章第五章 I/OI/O接口接口5.1 接口概念接口概念5.2 CPU与与I/O设备之间的接口信息设备之间的接口信息5.3 CPU与外设之间的数据传送方式与外设之间的数据传送方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：5.1 接口概念接口概念 输入输入/ /输出输出( (I/O) )接口是主机与接口是主机与I/O设备之间所设备之间所设置的逻辑控制部件，通过它实现主机与设置的逻辑控制部件，通过它实现主

2、机与I/O设备设备之间的信息交换。之间的信息交换。 接口电路有两类：接口电路有两类： 辅助接口电路：辅助接口电路：接收时钟、中断请求信号接收时钟、中断请求信号 输入输入/ /输出接口电路：输出接口电路：连接外部设备连接外部设备思考问题：思考问题： 微型计算机和外设之间为什么需要接口微型计算机和外设之间为什么需要接口? ?主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：5.1 接口概念接口概念 一般情况下，存储器可以与总线直接相连，而一般情况下，存储器可以与总线直接相连，而外部设备却需要通过接口与外部设备却需要通过接口与CPU的总线相连，原的总线相连，原因是由存储器和外设的特点决定因是由存储器和

3、外设的特点决定：存储器：存储器：功能单一功能单一 传输方式单一（一次一个字或一个字节）传输方式单一（一次一个字或一个字节）操作方式单一（读和写）操作方式单一（读和写） 制造工艺与制造工艺与CPU相似，速度与相似，速度与CPU相匹配相匹配主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：接口接口：解决以上差异解决以上差异,协调、匹配外设与主机正常协调、匹配外设与主机正常工作的逻辑部件及相应控制软件。工作的逻辑部件及相应控制软件。5.1 接口概念接口概念外设外设：种类繁多种类繁多 (输入输入,输出输出,输入输入/输出输出,检测检测,控制控制)信号种类不一信号种类不一 (A,D,开关量开关量)信号带宽

4、不同信号带宽不同 (串行串行,并行并行)同一个时刻同一个时刻CPU通常通常只和一个外设交换信息只和一个外设交换信息工作速度不同工作速度不同主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：5.1 接口概念接口概念CPU寻址外设的两种方式寻址外设的两种方式：1. 存储器存储器映射方式映射方式 将将I/O端口和存储器单元同等看待，统一编址。端口和存储器单元同等看待，统一编址。即一个端口占用一个存储单元地址。可以使用即一个端口占用一个存储单元地址。可以使用访问内存的指令访问端口。访问内存的指令访问端口。优点：优点：可以使用的访问指令类型多，使用方便，另可以使用的访问指令类型多，使用方便，另 外，端口的

5、地址空间较大。外，端口的地址空间较大。缺点：缺点：占用内存空间，访问速度慢。占用内存空间，访问速度慢。主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：2. 隔离隔离I/O方式方式 将将I/O端口和存储器做不同处理，分开编址。即端口和存储器做不同处理，分开编址。即CPU在寻址内存和外设时，使用不同的控制信在寻址内存和外设时，使用不同的控制信号加以区分。号加以区分。 CPU为端口提供了与内存访问空间完全独立的为端口提供了与内存访问空间完全独立的I/O地址空间，使用专用指令地址空间，使用专用指令IN和和OUT访问端口。访问端口。优点：优点：执行速度快，不占用内存空间。执行速度快，不占用内存空间。缺点

6、：缺点：地址范围小。地址范围小。5.1 接口概念接口概念主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：5.2 CPU和和I/O设备之间的接口信息设备之间的接口信息1、数据信息、数据信息数字量信息：数字量信息：离散的二进制形式数据，最小单位离散的二进制形式数据，最小单位为为“位位(b)”，8位为一个字节位为一个字节(B)。模拟量信息：模拟量信息：用模拟电压或模拟电流幅值大小表用模拟电压或模拟电流幅值大小表示的物理量。示的物理量。开关量：开关量：只有两个状态，只有两个状态，“开开”和和“关关”，用一，用一位二进制数即可表示。位二进制数即可表示。主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：2、

7、状态信息、状态信息 反映当前外设所处的工作状态，实际中通过状反映当前外设所处的工作状态，实际中通过状态端口信息表现。态端口信息表现。3、控制信息、控制信息 由由CPU发出的用来控制外设工作的信号。发出的用来控制外设工作的信号。例如例如：控制输入控制输入/输出装置的启动或停止输出装置的启动或停止 问题提出：数据信息、状态信息、控制信息是不问题提出：数据信息、状态信息、控制信息是不同性质的信息，被分别传送，如何实现？同性质的信息，被分别传送，如何实现？5.2 CPU和和I/O设备之间的接口信息设备之间的接口信息主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail： 问题解决问题解决：数据信息、状态信息、

8、控制信息使：数据信息、状态信息、控制信息使用不同的端口地址。用不同的端口地址。 问题结论问题结论：都通过数据总线传送，但放在接口：都通过数据总线传送，但放在接口的不同寄存器的不同寄存器 (I/O端口端口)中，其中：中，其中：v输入输出的数据信息放在数据缓冲器输入输出的数据信息放在数据缓冲器v输入的状态信息放在状态寄存器输入的状态信息放在状态寄存器v输出的控制信息放在控制寄存器输出的控制信息放在控制寄存器5.2 CPU和和I/O设备之间的接口信息设备之间的接口信息主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：接口接口数据输入寄存器数据输入寄存器数据输出寄存器数据输出寄存器控制输出寄存器控制输出

9、寄存器状态输入寄存器状态输入寄存器5.2 CPU和和I/O设备之间的接口信息设备之间的接口信息外外部部输输入入或或输输出出设设备备CPUDBABCB外设通过接口与外设通过接口与CPU之间的连接之间的连接数据数据控制控制状态状态ABCBDB主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：访问接口的过程描述：访问接口的过程描述：1. CPU先将地址信息发送到地址总线，将确定先将地址信息发送到地址总线，将确定的控制信息发送到控制总线的控制信息发送到控制总线(打开相应端口打开相应端口);2. CPU传输数据信息到数据总线上等待相应端传输数据信息到数据总线上等待相应端口接收，或者口接收，或者CPU等待接

10、口把指定端口的内等待接口把指定端口的内容送到数据总线上容送到数据总线上(收发数据收发数据)。注意注意：地址是端口地址是端口(寄存器寄存器)的地址，而不是接口部件的的地址，而不是接口部件的地址，一个接口部件包含多个端口，即多个地址。地址，一个接口部件包含多个端口，即多个地址。5.2 CPU和和I/O设备之间的接口信息设备之间的接口信息主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：几点说明几点说明: vI/O端口即端口即I/O接口的寄存器，接口中的每个寄接口的寄存器，接口中的每个寄存器都有一个端口地址，每个存器都有一个端口地址，每个I/O接口都有一组接口都有一组寄存器。寄存器。vCPU与外设的信

11、息交流就是与外设的信息交流就是CPU与接口寄存器与接口寄存器(端口端口)的交流。的交流。v数据输入和数据输出寄存器可以使用同一地址；数据输入和数据输出寄存器可以使用同一地址；控制输出和状态输入寄存器可以使用同一地址。控制输出和状态输入寄存器可以使用同一地址。5.2 CPU和和I/O设备之间的接口信息设备之间的接口信息主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：5.3 CPU和外设之间的数据传送方式和外设之间的数据传送方式5.3.1 无条件传送方式无条件传送方式5.3.2 查询传送方式查询传送方式5.3.3 中断传送方式中断传送方式5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA) 控制方式

12、控制方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：定义定义： 在数据传送过程中，输入或输出数据一方不查在数据传送过程中，输入或输出数据一方不查询、判断对方的状态，进行无条件的数据传送。询、判断对方的状态，进行无条件的数据传送。 CPU能够确信外设准备就绪，就不用查询外设能够确信外设准备就绪，就不用查询外设的状态而可以直接进行数据传输。的状态而可以直接进行数据传输。 例如：例如：CPU要输出一个数据到显示器显示，由要输出一个数据到显示器显示，由于显示器是可以根据输入数据而随时改变显示内于显示器是可以根据输入数据而随时改变显示内容的设备，因而容的设备，因而CPU就可以直接向其发送数据，就可以

13、直接向其发送数据，而无需查询。而无需查询。5.3.1 无条件传送方式无条件传送方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：5.3.1 无条件传送方式无条件传送方式三态三态缓冲器缓冲器输输入入设设备备地址译码器地址译码器&数据数据来自来自外设外设数据总线数据总线地址总线地址总线IO/MRDCPU无条件传送的输入方式无条件传送的输入方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：5.3.1 无条件传送方式无条件传送方式锁存器锁存器输输出出设设备备地址译码器地址译码器&数据数据到外设到外设数据总线数据总线地址总线地址总线IO/MWRCPUCE无条件传送的输出方式无条件传送

14、的输出方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail： 定义：定义： CPU执行程序不断读取并测试外设的状态，如执行程序不断读取并测试外设的状态，如果外设处于准备好（输入）或空闲（输出）状态果外设处于准备好（输入）或空闲（输出）状态，则执行输入或输出指令，进行数据交换，否则，则执行输入或输出指令，进行数据交换，否则等待。等待。5.3.2 查询传送方式查询传送方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail： 完成一次数据传送的过程：完成一次数据传送的过程： 1) CPU从状态端口读取外设的状态字从状态端口读取外设的状态字; 2) CPU检测状态字对应位是否满足检测状态字对应位是否满足“就

15、绪就绪”条条件件; 3) 如不满足，则重复执行如不满足，则重复执行1）2）过程，直到条件）过程，直到条件 满足满足; 4) 如果条件满足，表明外设就绪，则传送数据，如果条件满足，表明外设就绪，则传送数据， 同时同时I/O的状态复位。的状态复位。5.3.2 查询传送方式查询传送方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail： 两种查询传送方式：两种查询传送方式： 1. 查询式输入查询式输入 2. 查询式输出查询式输出5.3.2 查询传送方式查询传送方式查询式输入方式描述查询式输入方式描述 查询式输入是程序控制下的查询式输入方式，查询式输入是程序控制下的查询式输入方式，在传送前，在传送前，CP

16、U必须去查询一下外设的状态，当外必须去查询一下外设的状态，当外设准备好了才传送；若未准备好，设准备好了才传送；若未准备好，CPU则等待。则等待。主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：锁存器锁存器锁存器锁存器三态缓冲器三态缓冲器(8位位)输输入入设设备备地地址址译译码码器器&数据数据选通信号选通信号DBABIO/MRDCPU三态缓冲器三态缓冲器(1位位)&准备就绪准备就绪触发器触发器DQR+5VDiREADY( (状态信息状态信息) )查询式输入接口电路查询式输入接口电路三态缓冲器三态缓冲器(8位位)三态缓冲器三态缓冲器(1位位)主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEm

17、ail：三态缓冲器三态缓冲器(8位位)三态缓冲器三态缓冲器(8位位)锁存器锁存器锁存器锁存器输输入入设设备备地地址址译译码码器器&数据数据选通信号选通信号DBABIO/MRDCPU三态缓冲器三态缓冲器(1位位)&准备就绪准备就绪触发器触发器DQR+5VDiREADY( (状态信息状态信息) )查询式输入接口电路查询式输入接口电路主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：1. 输入设备准备好后，发选通信号输入设备准备好后，发选通信号;2. 数据进入锁存器锁存，并使数据进入锁存器锁存，并使D触发器置触发器置1，从，从而使三态缓冲器输出状态信号而使三态缓冲器输出状态信号;3.

18、CPU从状态端口读入状态字从状态端口读入状态字;4. CPU检测状态位，如果条件满足检测状态位，如果条件满足;5. CPU从数据端口读入数据从数据端口读入数据;6. 清状态字。清状态字。查询式输入的过程：查询式输入的过程：主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：D7D08位位数据端口数据端口(8位位) (输入输入)D7状态端口状态端口(1位位) (输入输入)查询式输入时的数据和状态信息：查询式输入时的数据和状态信息：“READY”(1位位)数据信息数据信息状态信息状态信息主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：LOOP1: INAL,STATUS_PORT ;读入状态值读入状态

19、值 TESTAL,80H ;READY=1？ JZLOOP1 ;未准备好未准备好?循环循环 INAL,DATA_PORT ;是是,输入数据输入数据查询式输入的查询程序：查询式输入的查询程序：讨论：分析查询程序，熟悉汇编语言在接讨论：分析查询程序，熟悉汇编语言在接口电路中的应用。口电路中的应用。主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：输输出出设设备备地地址址译译码码器器&数据数据选通信号选通信号DBABIO/MRDCPU状态缓冲器状态缓冲器(1位位)&忙触发器忙触发器DQR+5V数据数据锁存器锁存器查询式输出接口电路查询式输出接口电路WRACKBUSY状态忙置状态忙置1主

20、讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：1. 通过通过IO/M,WR信号将数据写入锁存器，并同时信号将数据写入锁存器，并同时将状态触发器置将状态触发器置1，进而使状态位，进而使状态位BUSY置置1，防，防止止CPU再次传送数据；再次传送数据；2. 外设读取数据；外设读取数据；3. 外设向接口发外设向接口发ACK信号，将状态位信号，将状态位BUSY清零。清零。查询式输出的过程：查询式输出的过程：主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：D7D08位位数据端口数据端口(8位位) (输出输出)D7状态端口状态端口(1位位) (输出输出)查询式输出时的数据和状态信息：查询式输出时的数据和状

21、态信息：“READY”(1位位)数据信息数据信息状态信息状态信息主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：LOOP2:INAL,STATUS_PORT ;读状态信息读状态信息TEST AL,80H ;检查检查BUSY位位JNZLOOP2;BUSY=0?MOV AL,STORE ;为零为零,取数据取数据OUTDATA_PORT,AL ;数据端口输出数据端口输出查询式输出的查询程序：查询式输出的查询程序：问题：结合汇编语言，分析程序是如何问题：结合汇编语言，分析程序是如何实现查询输出功能的？实现查询输出功能的？主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：工作原理：工作原理： 当外设准备好

22、数据或可以接收数据时，就通过当外设准备好数据或可以接收数据时，就通过接口接口向向CPU发出发出中断请求信号中断请求信号，CPU在执行完当在执行完当前的一条指令后，检测是否有中断信号，如果有前的一条指令后，检测是否有中断信号，如果有中断信号，则中断信号，则CPU转向执行转向执行中断服务程序中断服务程序，执行，执行完毕后完毕后CPU返回原来的程序继续执行返回原来的程序继续执行。5.3.3 中断方式中断方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：三态三态缓冲器缓冲器输输入入设设备备地址地址译码器译码器1数据数据RDYDBABIO/MRDCPU&中断请求中断请求触发器触发器数据数据锁存

23、器锁存器+5V中断传送方式输入接口电路中断传送方式输入接口电路QDINT状态信号状态信号数据数据锁存器锁存器三态三态缓冲器缓冲器1&主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：5.3.3 中断方式中断方式1. 输入设备准备就绪，发出就绪状态信号，数据输入设备准备就绪，发出就绪状态信号，数据暂存在锁存器中，同时中断请求触发器置暂存在锁存器中，同时中断请求触发器置“1”，向向CPU发出中断请求信号；发出中断请求信号；2. CPU响应中断，执行中断服务程序，从数据端响应中断，执行中断服务程序，从数据端口输入数据，同时将中断请求触发器置口输入数据，同时将中断请求触发器置“0”，撤销中断请求

24、；撤销中断请求；3. CPU返回被中断的程序。返回被中断的程序。中断传送方式的过程：中断传送方式的过程：主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：DMA传送方式的提出传送方式的提出 5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式 DMA(Direct Memory Access)直接存储器存取直接存储器存取控制方式下，控制方式下，I/O设备是和存储器直接交换信息，设备是和存储器直接交换信息，不需要不需要CPU介入，外设与存储器间的数据传输是介入，外设与存储器间的数据传输是在硬件的作用下完成的。在硬件的作用下完成的。优点：优点：传输速度大幅提高传输速度大幅提高。主讲：焦

25、明海主讲：焦明海 EmailEmail： DMA方式下，外设方式下，外设利用专门的接口电路直利用专门的接口电路直接和存贮器进行高速数接和存贮器进行高速数据传送，而不经过据传送，而不经过CPU。数据的传输速度基本。数据的传输速度基本上决定于外设和存储器上决定于外设和存储器的速度。的速度。5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式主存主存I/O设备设备CPU改进改进主存主存I/O设备设备总线总线 使用直接存储器传送方式使用直接存储器传送方式(DMA)，实现，实现数据块操作。数据块操作。主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail： DMA控制器具有以下功能：控制器具有以下

26、功能：1) 向向CPU发出发出HOLD信号。信号。 2) 当当CPU发出发出HLDA信号后信号后,接管对总线的控制，进入接管对总线的控制，进入DMA方式。方式。3) 发出地址信息，能对存储器寻址发出地址信息，能对存储器寻址,能修改地址指针。能修改地址指针。4) 能发出读或写等控制信号。能发出读或写等控制信号。5) 能决定传送的字节数能决定传送的字节数,判断判断DMA传送是否结束。传送是否结束。6) 发出发出DMA结束信号结束信号,使使CPU恢复正常工作状态。恢复正常工作状态。5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：数据数

27、据端口端口状态状态/控制控制端口端口5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式CPU存存储储器器地址寄存器地址寄存器计数器计数器控制控制/状态寄存器状态寄存器DMA控制器控制器数据缓冲数据缓冲寄存器寄存器DMA请求请求寄存器寄存器输入设备输入设备HOLDHLDADMA响应响应DMA请求请求Ready主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail： DMA方式数据传输的步骤：方式数据传输的步骤：1) DMA启动启动 2) DMA请求请求3) DMA响应响应4) DMA操作操作5) DMA撤消撤消5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式主讲：焦明海

28、主讲：焦明海 EmailEmail：v DMA启动启动 向向DMA控制器的地址寄存器中送入设备号并启动设备控制器的地址寄存器中送入设备号并启动设备; 将主存中数据区首地址送入将主存中数据区首地址送入DMA控制器的地址寄存器中控制器的地址寄存器中; 将辅存数据缓冲区首地址送入将辅存数据缓冲区首地址送入DMA控制器的设备地址寄控制器的设备地址寄 存器中存器中; 将要传送的数据字节数或字数送入数据计数器中。将要传送的数据字节数或字数送入数据计数器中。 v DMA请求请求 DMA控制器收到上述控制命令后，向外设接口提出传送控制器收到上述控制命令后，向外设接口提出传送数据请求。外设接口准备好了接收或发送

29、数据时，就会给出数据请求。外设接口准备好了接收或发送数据时，就会给出DMA请求信号，请求信号，DAM控制器向控制器向CPU提出总线请求信号。提出总线请求信号。 5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：v DMA响应响应 CPU完成一个机器周期的操作后，就响应完成一个机器周期的操作后，就响应DMA总线请总线请求，首先让出总线控制权，即将求，首先让出总线控制权，即将CPU内部的总线缓冲器及内部的总线缓冲器及输入输出控制信号线置成高阻状态，以便将总线使用权让输入输出控制信号线置成高阻状态，以便将总线使用权让给给DMA控制器，并

30、向控制器，并向DMA控制器发出总线响应信号。控制器发出总线响应信号。5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：v DMA操作操作 DMA控制器收到总线响应信号后，向外设发出控制器收到总线响应信号后，向外设发出DMA应应答信号，并成为总线上的主设备，控制外设与主存之间的答信号，并成为总线上的主设备，控制外设与主存之间的数据块传送操作。数据块传送操作。 每传送一个字节或一个字，每传送一个字节或一个字，DMA控制器中的主存地址控制器中的主存地址计数器内容加计数器内容加1，而数据计数器内容减，而数据计数器内容减1，直到该计数器其，

31、直到该计数器其值为值为0为止。为止。v DMA撤消撤消 总线请求撤消后，总线请求撤消后，CPU恢复了对总线的控制权，以便恢复了对总线的控制权，以便进行数据传送后的处理。进行数据传送后的处理。5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：DMA操作过程操作过程对对DMA初始化初始化让出总线控制权让出总线控制权收回总线控制权收回总线控制权外设准备好外设准备好启动启动CPUDMADMA请求请求DMA响应响应CPU内内部部操操作作发送内存地址发送内存地址传送一个字数据传送一个字数据内存地址计数器内存地址计数器+1字计数器字计数器-1字

32、计数器字计数器=0？NFDMA撤消撤消Y总线上的主设备总线上的主设备 DMA 操作操作主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：DMA方式从接口往内存中传送一个数据块的操作：方式从接口往内存中传送一个数据块的操作：1. 接口往接口往DMA控制器发出一个控制器发出一个DMA请求请求2. DMA控制器发出总线请求，得到控制器发出总线请求，得到CPU送来的送来的DMA允允许信号，从而得到总线的控制权。许信号，从而得到总线的控制权。3. DMA控制器地址寄存器的内容发到地址总线上控制器地址寄存器的内容发到地址总线上4. DMA控制器往接口发一个确认控制器往接口发一个确认DMA传输的信号，以传输的

33、信号，以便通知接口将数据送到数据总线便通知接口将数据送到数据总线5. 数据总线送到地址总线所指出的内存单元数据总线送到地址总线所指出的内存单元6. 地址寄存器加地址寄存器加17. 字节计数器减字节计数器减18. 如果字节计数器不为如果字节计数器不为0，则回到第，则回到第1步，否则结束。步，否则结束。5.3.4 直接存储器存取直接存储器存取(DMA)控制方式控制方式主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：DMA控制器的组成控制器的组成存存储储器器CPU内存地址计数器内存地址计数器数据字计数器数据字计数器数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器设备选择设备选择中断机构中断机构控制控制/状态逻辑状态逻辑

34、0 1DAM请求标志请求标志设备设备系系 统统 总总 线线+1-1溢出信号溢出信号中断请求中断请求DMA请求请求DMA响应响应请求请求/结束结束数据数据数据线数据线地址线地址线HOLDHLDADMA主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：DMA控制器的组成控制器的组成存存储储器器CPU内存地址计数器内存地址计数器数据字计数器数据字计数器数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器设备选择设备选择中断机构中断机构控制控制/状态逻辑状态逻辑0 1DAM请求标志请求标志设备设备系系 统统 总总 线线+1-1溢出信号溢出信号中断请求中断请求DMA请求请求DMA响应响应请求请求/结束结束数据数据数据线数据线地址

35、线地址线HOLDHLDA主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：内存地址计数器：内存地址计数器：存放主存中要交换的数据的地址。在存放主存中要交换的数据的地址。在DMA传送前，传送前，CPU通过指令将数据在主存中的起始地址送入该寄通过指令将数据在主存中的起始地址送入该寄存器。在存器。在DMA传送时，每交换一次数据，该寄存器内容加传送时，每交换一次数据，该寄存器内容加1。DMA控制器的组成控制器的组成存存储储器器CPU内存地址计数器内存地址计数器数据字计数器数据字计数器数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器设备选择设备选择中断机构中断机构控制控制/状态逻辑状态逻辑0 1DAM请求标志请求标志设备设备

36、系系 统统 总总 线线+1-1溢出信号溢出信号中断请求中断请求DMA请求请求DMA响应响应请求请求/结束结束数据数据数据线数据线地址线地址线HOLDHLDA主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：数据字计数器：数据字计数器：记录传送数据块的字数或字节数。在记录传送数据块的字数或字节数。在DMA传送前，传送前，由程序将其内容预置为要传送的数据块的字数或字节数。在由程序将其内容预置为要传送的数据块的字数或字节数。在DMA传传送期间，每交换一次数据，该寄存器内容减送期间，每交换一次数据，该寄存器内容减1。当该寄存器内容减至。当该寄存器内容减至0时，标明数据块传送完毕，时，标明数据块传送完毕，

37、DMAC向向CPU发出中断请求信号。发出中断请求信号。DMA控制器的组成控制器的组成存存储储器器CPU内存地址计数器内存地址计数器数据字计数器数据字计数器数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器设备选择设备选择中断机构中断机构控制控制/状态逻辑状态逻辑0 1DAM请求标志请求标志设备设备系系 统统 总总 线线+1-1溢出信号溢出信号中断请求中断请求DMA请求请求DMA响应响应请求请求/结束结束数据数据数据线数据线地址线地址线HOLDHLDA主讲：焦明海主讲：焦明海 EmailEmail：数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器：暂存每次传送的数据。数据从外设向主存传暂存每次传送的数据。数据从外设向主存传送时，由外设将数据先存入该缓冲器，再由该缓冲器通过数据送时，由外设将数据先存入该缓冲器，再由该缓冲器通过数据总线将数据送入主存。数据由主存向外设传送时，由主存通过总线将数据送入主存。数据由主存向外设传送时，由主存通过数据总线将数据存入该缓冲器，然后