《直接存储器访问》PPT课件.ppt

1、6. 3 DMA方式,6.3.1 概述,直接存储器访问（Direct Memory Access）不需要CPU和软件介入，CPU只负责启动而不参与传送过程，整个传送过程由DMA控制器（DMAC）来控制，完全由硬件实现，数据传送速度快，主要用于需要高速大批量数据传送的场合,正常方式下： CPU控制总线，包括数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）,DMA方式下： CPU让出总线的控制权（CPU相应引脚输出置为高阻），而由DMA控制器来接管这些总线，负责DMA传送的全过程控制。,DMA的工作流程,1DMA操作的基本方式,把CPU不访问存储器的时间周期“挪用”来实现DMA操作,DMAC不

2、用通知CPU就可直接使用总线,关键是如何识别合适的可挪用的周期,（1）周期挪用方式,（2）周期扩展方式,专门的时钟发生器 / 驱动器电路。,CPU的处理速度减慢，而且CPU时钟周期的加宽是有限的，一次只能传送一个字节,（3）CPU停机方式,DMAC向CPU发出DMA请求信号HOLD,CPU在现行的总线周期结束后让出总线控制权，并向DMAC发回DMA响应信号HLDA,DMAC接管总线进行数据传送,传送结束后，CPU恢复对总线的控制，继续执行被中断的程序,可传送单字节，也可传送数据块,CPU利用率降低,会影响CPU对中断等的响应,2DMA的传送方式,3DMA系统的组成及功能, 接收外设发出的DMA

3、请求信号DREQ，并能向CPU发出总线请求信号HOLD,组成:,功能:,DMAC, 当收到CPU发出DMA响应信号HLDA后，能向外设发回DMA服务认可信号DACK，接管系统总线，进入DMA方式, 输出地址信息，对存储器寻址并修改地址指针；, 向存储器和外设发出相应的读/写控制信号；, 控制传送的字节数，判断DMA传送是否结束；, DMA传送结束后，结束DMA请求信号，释放总线，使CPU恢复对总线的控制权,DMA方式数据传送示意图,4PC微机的DMA控制器,6.3.2 DMA控制器8237A,8237A的基本功能, 有4个独立的可编程DMA通道(可级连扩展通道数), 每个通道请求的优先权可编程

4、，也可被屏蔽, 有单字节传送方式、成组传送方式、请求传送方式和级连方式, 可在存储器与外设间，也可以在存储器与存储器之间传送数据，每次传送的最大长度可达64KB, 可由外部输入结束处理信号来结束DMA传送或重新初始化,8237A的内部结构,8237A的外部引脚,DIP40,主机接口,外设接口,其它,8237A的数据传送方式,（4）级连方式 主从式,从芯片的HRQ和HLDA端分别连到主芯片相应通道的DREQ和DACK端上 主芯片的HRQ和HLDA连到系统总线上,主芯片的方式寄存器设置为级连方式，而从芯片可设置为其它3种方式之一。 当主芯片某个级连通道被响应后，由相应的从芯片来控制外设与存储器数据

5、的传送。而主芯片仅对从芯片的DREQ请求作出DACK响应，故除了HRQ外，主芯片的其它输出均被禁止,8237A的工作时序状态,SI,（传送状态） 操作周期,（非传送状态） 空闲周期,8237A的内部寄存器,寄存嚣 通道共用,寄存嚣X4 通道独立,8237A的端口地址分配,16个I/O端口地址，由地址线A3A0控制选择,在PC机中，其端口地址为00H0FH （表6.4 ）,对于16位寄存器，先/后触发器为0时，表示访问低8位；为1时访问高8位,有几个地址分配用于形成软命令,8237A的编程方法,每次DMA传送前都要先进行初始化,初始化编程时应注意, 在编程开始时，要禁止8237A响应DMA请求，

6、初始化编程全部结束后，才允许其响应DMA请求, 8237A上电复位或软件复位后，除屏蔽寄存器各通道屏蔽位被置位（不能响应DMA请求）外，所有内部寄存器均被复位（清0）, 在系统上电后，对DMA芯片进行检测，检测通过后，方可进行DMA初始化编程,初始化编程的步骤, 复位8237A，使其进入空闲状态, 写入基地址和当前地址寄存器, 写入基字节数和当前字节数计数器, 写入方式寄存器, 写入屏蔽寄存器, 写入命令寄存器, 写入请求寄存器, 开放通道，允许该通道的DREQ启动DMA传送,例6.4 用0通道输入16KB的数据块，传送至内存8000H开始的区域（增量传送），连续传送方式，传送完毕不自动预置，

7、DREQ为低电平有效，DACK为高电平有效。8237A端口地址为00H0FH，其初始化程序为： OUT 0DH， AL ； 软件复位命令，使8237A进入空闲周期 MOV AL， 00H ； AL 00H OUT 00H， AL ； 基地址和当前地址寄存器 地址低8位 MOV AL， 80H ； AL 80H OUT 00H， AL ； 基地址和当前地址寄存器 地址高8位 MOV AL， 00H ； AL 00H OUT 01H， AL ； 基字节和当前字节计数器 字节数低8位 MOV AL， 40H ； AL 40H OUT 01H， AL ； 基字节和当前字节计数器 字节数高8位 MOV

8、AL， 84H ； AL 84H（=10000100） OUT 0BH， AL ； 方式寄存器 84H（块传送方式、增量传送、不自动预置、写传送、通道0） MOV AL， 00H ； AL 00H OUT 0AH， AL ； 屏蔽寄存器 00H，清除屏蔽 MOV AL， 0C0H ； AL 0C0H（=1100000） OUT 08H， AL； 命令寄存器 0C0H（DACK高电平有效、DREQ低电平有效、固定优先级） HLT ；,例6.5 PC机系统的BIOS芯片中编写了对8237A的初始化和测试程序。,MOV A L, 04H ; AL 04H(=00000100) OUT DMA+08H

9、，AL； 命令寄存器 AL，禁止DMAC工作 OUT DMA+0DH，AL； 软件复位命令，使8237A进入空闲周期 MOV AL, 0FFH ； AL 0FFH，准备作赋“1”检测 C16： MOV BL, AL ； 将赋值信息保存在BX，以便后面比较 MOV BH， AL ； BH AL MOV CX， 8 ； 预置读写次数 MOV DX， DMA ； 将通道起始地址送DX C17： OUT DX， AL ； 将全“1”信息送指定通道寄存器（低8位） OUT DX， AL ； 将全“1”信息送指定通道寄存器（高8位） IN AL， DX ； AL DX，将刚写入的低8位字节读出 MOV AH， AL ； AH AL，将读出的低8位字节保存在AH IN AL， DX ； 将刚写入的高8位字节读出 CMP BX， AX ； 比较读出的16位字节 JE C18 ； 若比较结果一致则转至C18 HLT ； 若比较结果不一致则暂停 C18： INC DX ； 通道地址加1，指向下一个通道寄存器 LOOP C17 ； 若CX未减到0，回到C17；否则转入下一条指令 INC AL ；原AL中数值为FFH，加1后即为00H JE