《DMA控制器》PPT课件

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1、第7章第7章DMA控制接口教学重点DMA占用总线方式8237A的工作方式8237A寄存器组的作用8237A寄存器组的编程7.1DMA基本概念DMA的意思是“直接存储器存取”，意指不通过CPU、直接对存储器进行访问，它由专门的硬件装置DMA控制器（DMAC）来完成。除了事先要用指令设置DMAC外，传送是应外设请求、在硬件控制下完成的。所以，它具有极高的传送速率。7.1DMA基本概念DMAC对存储器的访问与CPU类似，一般利用系统总线来进行。支持:外设→存储器存储器→外设存储器→存储器外设→外设7.2DMA占用总线方式CPU暂时放弃总线控制权方式暂停CPU时钟脉冲方式窃取CPU空

2、闲时间方式周期扩展方式7.2DMA占用总线方式CPU暂时放弃总线控制权方式周期挪用：DMAC每次控制一个总线周期数据块传送：DMAC每次控制多个总线周期（概念性应用）7.2DMA占用总线方式暂停CPU时钟脉冲方式fSystemPASfSystemPASfCPUfCPU&7.2DMA占用总线方式窃取CPU空闲时间方式上述两种DMA总线占用方式共同的特点是，进行DMA操作时均使CPU的正常工作暂时停止。其优点是简单，可以不受限制地传送任意长度的数据块，但会浪费CPU资源。为了充分利用CPU资源，可以采用只有当CPU不使用总线时才进行DMA操作的方法，这样CPU不会因DMA传送而浪

3、费时间。但这种DMA操作只能安排在CPU执行内部操作当中7.2DMA占用总线方式周期扩展方式周期扩展方式是采用专门的时钟发生电路加宽CPU的时钟周期，利用CPU每个时钟周期的加宽时间进行DMA操作，这种占用总线的方式为周期扩展。这种方式由于延长了CPU的时钟周期必将导致CPU运行速度的降低。PC/XT微型机就是采用了这种方式，巧妙地在CPU总线中插入若干等待周期Tw，进行DMA操作。(见教材P41P43)7.3DMA控制器8237A每个8237A芯片有4个DMA通道，就是有4个DMA控制器每个DMA通道具有不同的优先权每个DMA通道可以分别允许和禁止每个DMA通道有4种工作方

4、式一次传送的最大长度可达64KB多个8237A芯片可以级连，扩展通道数7.3.18237A的内部结构7.3.18237A的内部结构3个基本控制逻辑单元（1）定时和控制逻辑单元。（2）命令控制单元。（3）优先权控制逻辑。7.3.18237A的内部结构3个缓冲器（1）I/O缓冲器1。8位、双向、三态的缓冲器（2）I/O缓冲器2。4位、双向、三态缓冲器。（3）输出缓冲器。4位、输出、三态缓冲器。7.3.18237A的内部结构暂存器状态寄存器模式寄存器请求触发器命令寄存器屏蔽触发器基地址寄存器当前地址寄存器基本字节计数器当前字节寄存器通道1通道3通道2通道0内部寄存器7.3.2823

5、7A的引脚内部结构和外部引脚都相对比较复杂应用观点，内部主要由两类寄存器组成通道寄存器控制和状态寄存器首先分类展开外部引脚1.请求与响应信号DREQ0～DREQ3：DMA通道请求。当外设需要请求DMA服务时，将DREQ信号置成有效电平，并要保持到产生响应信号。HRQ：总线请求。8237A输出有效的HRQ高电平，向CPU申请使用系统总线。HLDA：总线响应。8237A接受来自CPU的响应信号HLDA，取得了总线的控制权。DACK0～DACK3：DMA通道响应。8237A使请求服务的通道产生相应的DMA响应信号。2.DMA传送控制信号A0～A7：地址线。输出低8位存储器地址。DB

6、0～DB7：数据线。输出高8位存储器地址；存贮器与存贮器的传送期间，用于数据传送。ADSTB：地址选通。DMA传送开始时，输出高有效，把在DB0～DB7上输出的高8位地址锁存在外部锁存器中。AEN：地址允许。输出高有效，将锁存的高8位地址送入系统总线，与芯片此时输出的低8位地址组成16位存储器地址。2.DMA传送控制信号（续）MEMR*：存储器读。有效将数据从存储器读出MEMW*：存储器写。有效将数据写入存储器IOR*：I/O读。有效将数据从外设读出IOW*：I/O写。有效将数据写入外设READY：准备好。DMA传送的S3下降沿检测到为低时，插入等待状态Sw，直到READY为

7、高才进入第4个时钟周期S4。EOP*：过程结束。DMA传送过程结束，输出一个低有效脉冲。外部输入低脉冲信号，则终结DMA传送。3.处理器接口信号DB0～DB7：数据线。用于8237A与微处理器进行数据交换。A0～A3：地址线。用以选择芯片内部寄存器。CS*：片选。低有效时，微处理器与8237A通过数据线通信，主要完成对8237A的编程。IOR*：I/O读。读取8237A内部寄存器。IOW*：I/O写。写入8237A内部寄存器。CLK：时钟。控制芯片内部操作和数据传输。RESET：复位。使8237A处于初