第四章直接存贮器存取(DMA)noppt课件.ppt

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1、Thinking?为什么DMA传送方式能实现高速传送？DMA传送的过程是什么样的？画出流程。问题的提出？为什么要使用DMA技术？在一般的程序控制传送方式中，数据从存储器送到外设或从外设到存储器都要经过CPU的中转。再加上是否传送完毕以及修改内存地址等操作都由程序控制，要花费不少时间。因此我们采用DMA传送解决高速数据传送问题。第四章直接存贮器存取（DMA）技术应用领域和特点主要应用在磁盘存取、图象处理、高速数据采集系统。以增加硬件复杂性为代价硬件控制代替软件控制数据吞吐量大本章主要说明DMA原理、8237的外部特性级编程使用方法。4.1DMA传

2、送方式的特点一.“DMA传送方式“基本概念——”直接存储器存取”传送方式,即CPU暂时让出总线控制权，由DMAC全权控制M与I/O之间直接进行数据的传送。示意图如下：图示ABCBDMACCPURAMI/O设备I/O接口CPU暂时将总线控制权让给DMAC将原编制的由CPU以查询/中断I/O方式进行M和I/O之间交换数据的软件用一专门的硬件取代，即DMAC三.应用：硬盘和软盘I/O；快速通信通道I/O；多处理机和多程序数据块传送；在图像处理中，对CRT屏幕送数据；快速数据采集；DRAM的刷新操作。二.特点：DMAC暂时享有总线控制权，行使

3、地址修改、控制数据传送等功能，数据传送速度主要受M的存取速度限制。4.2DMA传送过程CPU对DMAC进行初始化操作内容包括：通道的选择DMA的操作类型及方式内存首地址地址递增/递减需要传送的字节数过程申请阶段外设向DMAC发出DREQ申请信号，DMAC向CPU发出HRQ总线请求信号。响应阶段满足条件情况下，CPU给DMAC发出HLDA总线回答信号。数据传送阶段DMAC给外设发出DMACK信号传送结束阶段DMA传送过程1.在I/O与DMA之间：有请求DREQ和回答DACK2.在DMA与CPU之间有请求HRQ和回答HLDA信号。如下图所示：I/O

4、DMACCPU请求DREQ①请求HRQ②回答DACK④回答HLDA③传送顺序I/ODMACRAMCPUDMAR/W①DREQ②HRQ③HLDA④DACKDATADMA传送过程示意图I/ODMACPUI/ORAMDMADREQHRQHLDADACKR/W由被动态进入主动态（总裁）经总线裁决后认可，进入总线保持状态，CPU失去总线控制权经判优及屏蔽处理后MEMR/MEMW4.3DMA操作类型和操作方式（见书P56）一.DMA操作类型：1.数据传送2.数据校验3.数据检索二.DMA操作方式1.单字节方式2.连续方式3.请求方式一、主动态：接管并取得总

5、线控制权，取代CPU而成为系统的主控者,向存储器和外设发送命令。DMAC通过三总线向M或I/O发出地址及读/写信号，以控制M和I/O设备之间的数据传送。一、DMA控制器在系统中的地位DMAC在系统中的工作状态有两种工作状态：主动态（主控器）和被动态（受控器）4.4DMA控制器被动态：未取得总线控制时，同于其他I/O设备，受CPU的控制。这时，CPU对DMAC进行初始化操作或从DMAC读取状态信息。这个时候成为系统的受控者。下面来看对DMAC的读写操作，以及DMAC的读写操作。“写入”—有CPU向M中写入的含义，但是是I/O向其写入：DMA写操作

6、：—MI/O—写操作DMAC发控制信号MEMW信号MDMAC发控制信号IOR信号I/O数据实现MDataDMAC的读/写操作Data实现MI/OData“读出”—有从M中读出的含义，但是是I/O向其读入：DMA读操作：—MI/O—读操作DMAC发控制信号MEMRMDMAC发控制信号IOWI/O转移过程：让出：I/O外设DMACCPUDMACI/O设备DREQHRQHLDADACK收回：数据传送结束，DMAC发出过程终止信号EOP，HRQ失效，CPU重新获得总线控制权。MI/ODATA传送：DMAC向I/O设备发读/写信号DMAC向M发地址信号和

7、读/写信号3、总线控制权的转移——DMA在主动态时接受CPU对总线的控制权。4.5DMA8237控制器1.8237-DMAC的特点：（1）四个独立通道（可对4个I/O设备进行DMA服务）（2）64KB寻址与计数能力（3）数据传输率1.5Mb/s（4）有级联方式和多种操作模式外部特征40个引脚双列直插面向外设DRQ0-3DACK0-3READYEOP#面向CPUHRQHLDAIOR#/IOW#CS#A0-4(DB0-7ADSTB)AEN一、8237的主要性能参数及引脚功能。1、8237有4个独立的数据传送通道，每个通道64KB寻址及计数能力，还可

8、通过级联方式进行通道扩充。2、可接收CPU对其进行的初始化操作，输入命令字和传送参数，以实现级联和多种模式的操作。可向CPU提供状态信息。命令字状态字