微机原理与汇编语言程序设计 教学课件 作者 刘永华 等 第10章 DMA技术应用.ppt

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1、第10章DMA技术及应用学习目标本章主要讲解了DMA技术及应用。通过本章学习，读者应该掌握以下内容：DMA的基本概念；DMA的四种传送方式；8237A的初始化方法及编程应用。1第10章DMA技术及应用教学内容10.1DMA技术概述10.2DMA控制器8237A10.38237A初始化编程10.48237A应用实例习题与思考题十210.1DMA技术概述DMA是“直接存储器存取”的英文缩写。它为高速I／O设备与读写存储器之间进行批量数据交换提供直接的传输通道。在传输过程中，CPU不再干预，而是由一个硬件逻

2、辑DMA控制器负责管理。但并不是CPU根本与DMA传送方式无关。恰恰相反，在DMA方式的三个阶段（请求、响应及结束）都需要CPU参与，只是传输期间CPU处于等待状态。10.1.1基本概念10.1.2DMA控制器返回目录310.1.1基本概念1．DMA概念在外设与计算机之间传输信息（数据），可以用程序控制和中断控制的方法，其基本过程都是由CPU执行指令来完成的。DMA传送是一种让数据在外设和内存之间直接传送的方式，它与前两种方法一起，构成了计算机的三种传送方式。这种传送方式的基本特点是没有CPU参与数据

3、传送，在DMA传送期间，CPU停止工作，把总线控制权让出来，在DMA控制器的管理下，提供给外设和内存使用。提出DMA传送的原因在于解决传送的速度问题。前两种方式每传送一个字节都需要耗用比较长的时间。在外设不断改进的情况下，一些外设产生或获取数据的速度大大加快，如果计算机的传送速度太慢就会使传送出错，或者传送效率降低。比如，常用的几种软盘机，它们的传输速度都在250KB/S以上，而硬磁盘机记录密度比软盘高将近一倍，转动速度提高了10倍，它的数据速度应是软盘的十几倍。这样，如还用这种办法传送，就不能满足外

4、设的需求了。这样就提出了DMA传送的问题，解决问题的办法是省去传输中间环节，直接在外设和内存间存取。返回目录410.1.1基本概念2．DMA传送的几种方式在实行DMA传送时，必须将CPU的工作停下来，把CPU对总线的管理能力接管过来。这样，就需要一个专门用于DMA传输的管理部件DMA控制器，DMA传输中对总线的管理，源和目的地址的选定以及传输的起止都要由这个控制器管理。（1）单字节DMA传送每次DMA传送只传输一个字节的数据，然后又把总线控制权还给CPU。下一次传送必须重新向CPU提出请求才能进行，即

5、使是连续地请求DMA操作，在两个字节传送中间至少也有一个总线周期是让CPU使用。返回目录510.1.1基本概念（2）成组传送把全部要传送的数据分成若干组。当DMA控制器在请求并得到总线控制权后，DMA传送便开始。这种方法的特点是将一组数据的各字节连续传送，中间并不停顿，成组传送过程中，即使把DMA请求（外设来的）信号撤去，也能保证连续传送，成组传送的信号只能由DMA控制器中的计数器产生，当它计到零时，结束此次传送，交回总线控制权。（3）请求方式成组传送这也是一种成组传送，即要到一组数据全部传送完毕后才

6、释放总线。但这种方法有一点与成组传送不同，它要求在这一组数据传送过程中外设送来的DMA请求信号一直保持有效。返回目录610.1.1基本概念如果中间有一段时间这个信号变得无效，DMA传送就被挂起，但它并不释放总线。等到外设请求信号变得有效时，DMA传送将继续进行，直到一组传送结束。（4）级联方式传送几个8237A可以级联，构成主从式DMA系统，连接的方式是把从片的HRQ端和主片的DREQ端相连，将从片的HLDA端和主片的DACK端相连，而主片的HRQ和HLDA连接系统总线。这样最多可以由5个8237A构

7、成两级DMA系统，得到16个DMA通道。级联时，主片通过软件在模式寄存器中设置为级联传送模式，从片不用设置级联方式，但要设置所需的其它三种方式之一。返回目录710.1.2DMA控制器1．DMA传送的基本过程DMA控制器可以像CPU那样得到总线控制权，用DMA方式实现外部设备和存储器之间的数据高速传输。为了实现DMA传输，DMA控制器必须将内存地址送到地址总线上，并且能够发送和接收联络信号。一个DMA控制器通常可以连接一个或几个输入/输出接口，每个接口通过一组连线和DMA控制器相连。习惯上，将DMA控制

8、器中和某个接口有联系的部分称为一个通道。这就是说，一个DMA控制器一般由几个通道组成。图10-1是一个具有DMA能力的单通道DMA控制器的编程结构和外部连线图。这里特别要注意的是DMA控制器DMAC，以及需要DMA方式作数据传送的外设是如何连接到系统中去的。返回目录810.1.2DMA控制器返回目录图10-1DMA控制器编程结构和外部连线控制寄存器状态寄存器地址寄存器字节计数器DMA请求（来自外设接口）DMA回答（送往外设接口）计数结束信号（送往接口或中