微机原理与接口概要.ppt

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1、第十二章8237ADMA控制器及其应用(416)前面各种I/O方式都需要CPU作为中介：外设↔CPU↔内存两个含义：1）软件：外设与内存之间的数据传送是通过CPU执行程序来完成的（PIO方式）；2）硬件：I/O接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由CPU发出的（总线由CPU控制）。缺点：程序的执行速度限定了传送的最大速度（约为几十KB/秒）解决方法：DMA传输DMA传输概念外设直接与存储器进行数据交换，CPU不再担当数据传输的中介者；DMA传输:外设↔内存优点：数据传输由DMA硬件来控制，数据直接在内存和外

2、设之间交换，可以达到很高的传输速率（可达几MB/秒）总线由DMA控制器（DMAC）进行控制（CPU要放弃总线控制权），内存/外设的地址和读写控制信号均由DMAC提供DMA传输概念总线控制权:master、slaveDMA传输:外设↔内存几个基本概念：DMAC编程周期：slaveDMAC控制总线进行数据传输周期：masterDMA的数据传输形式:基本的:MEM↔I/O和扩充的:MEM↔MEMI/O↔I/ODMA传输概念DMA传送原理示意图①外设发出DMA请求②DMAC向CPU申请总线③CPU响应，释放总线控制权④

3、DMAC得到总线控制权，并发出DMA响应信号⑤由DMAC发出各种控制信号，控制外设与存储器之间的数据传送⑥数据传送完后，DMAC撤销HOLD信号⑦CPU释放HLDA信号，并重新控制总线①系统总线CPUDMAC存储器外设接口AENIOWMEMWMEMRIORMEMWMEMRIOWIORAENHOLDHLDADREQDACK②③④⑤AENIOWIORMEMWMEMR⑥⑦DMA传输概念DMA控制器的工作过程1）当外设准备好，可以进行DMA传送时，外设向DMA控制器发出“DMA传送请求”信号（DREQ）;2）DMA控制

4、器收到请求后，向CPU发出“总线请求”信号HOLD，表示希望占用总线;3）CPU在完成当前总线周期后会立即对HOLD信号进行响应。响应包括两个动作：一是CPU将数据总线、地址总线和相应的控制信号线均置为高阻态，由此放弃对总线的控制权。另一方面，CPU向DMA控制器发出“总线响应”信号（HLDA）。4）DMA控制器收到HLDA信号后，就开始控制总线，并向外设发出DMA响应信号DACK；DMA传输概念DMA控制器的工作过程5）DMA控制器送出地址信号和相应的控制信号，实现外设与内存或内存与内存之间的直接数据传送；例

5、如，向I/O接口发出读信号，同时往地址总线上发出存储器的地址和存储器写信号和AEN信号，即可从外设向内存传送一个字节。6）DMA控制器自动修改地址和字节计数器，并判断是否需要重复传送操作。当规定的数据传送完后，DMA控制器就撤销发往CPU的HOLD信号。CPU检测到HOLD失效后，紧接着撤销HLDA信号，并在下一时钟周期重新开始控制总线。DMA传输概念DMA的三种传输方式P423:连续传送（块传送）:DMAC申请到总线后，将一块数据传送完后才释放总线，而不管在这期间DREQ是否有效单次传送（每次传送一个字节）:

6、每个DMA周期只传送一个字节就立即释放总线。按需传送（猝发传送、请求传送）:也可以传送数据块，直到要求停止。与块传送不同的是，每次传送一个字节后都要对DREQ进行测试，一旦该信号无效，就马上停止传送。但不释放总线，一旦DREQ有效，又开始传送。12-18237A的组成和工作原理（P416）一、8237的内部结构1.时序控制逻辑:8237A是一个可编程的DMA控制器芯片，它直接应用于8086/8088和80286系统。在386和486系统中，作为集成系统外设接口芯片中的一部分仍起着DMA控制器的作用。8237A的

7、内部结构框图见P417图12-1从态时接受系统送来的时钟，复位，片选和读写信号，完成相应的操作；主态时则向系统发出相应的控制信号。2.优先权编码电路:根据初始化命令，对同时提出DMA请求的多个通道进行排队判优。（8237A有4个DMA通道）优先级管理方式：固定优先级，循环优先级。8237A的组成和原理一、8237的内部结构3.数据和地址缓冲器组A7~A4、A3~A0为地址线；DB7~DB0在从态时传送数据信息，主态时传送地址信息。4.命令控制逻辑:从态时接收CPU送来的寄存器选择信号(A3~A0)，选择内部寄存

8、器。主态时，对方式字的D1，D0位进行译码，以确定DMA的操作类型。A3~A0与IOR、IOW配合可以组成各种操作命令。一、8237的内部结构5.内部寄存器组（P417）8237A的组成和原理二、8237的引脚功能（P418）8237A有两种工作状态：主态和从态，部分管脚在主态和从态时其意义有所不同。CLK：时钟信号，3MHZ；CS:从态时有效，作为8237的片选信号；READY:存储