计算机组成技术第8章.ppt

* * 8.4.1 DMA的工作原理 HOLD HLDA 两条DMA控制引脚信号的典型时序关系 如图所示:无论何时只要HOLD输入加上高电平，DMA操作就被请求，微处理器在几个时钟周期内作出响应，此时，地址、数据以及控制总线就被置为高阻状态。在这种状态下，微处理器好像被移走，允许外部I/O设备或其它微处理器获得对系统总线的访问权，使得存储器可以被直接存取。 DMA是指直接存储器存取发生在I/O和存储器之间，而没有使用微处理器。DMA写把数据从I/O传输到存储器，DMA读把数据从存储器传输到I/O设备。 * * 8.4.1 DMA的工作原理 1.DMA方式可以响应随机DMA请求,对于采用DMA方式的I/O接口来说，何时具备数据传送条件是随机的。 2.DMA传送在不影响CPU程序执行状态的前提下，满足了高速数据传送的速度要求，提高了整个系统的效率。 3.DMA方式本身只能处理简单的数据传送，无法处理数据传输过程可能出现的问题，因此在某些场合往往需要综合应用DMA方式与程序中断方式，二者互为补充。 DMA方式的特点 * * 8.4.1 DMA的工作原理 DMA控制器初始化设置 DMA传送过程 DMA请求 DMA响应 DMA传送 DMA结束 * * 8.4.1 DMA的工作原理 1.周期挪用方式 周期挪用方式下DMA控制器一次只传送一字节，传送完毕就释放总线，让CPU再接管总线，即由DMA控制器和CPU轮流掌管总线控制权，直到一批数据传送完毕。 2.交替访问方式 如果CPU的工作周期比主存储器长得多，就可采用交替访问的方式。此时CPU与DMA各有自己的主存地址寄存器、数据缓冲器和读/写信号控制器，因此DMA传送对CPU的工作没有任何影响，是最高效的方式。 3. CPU停机方式 当DMA控制器迫使CPU让出总线控制权，直到完成传送数据后，CPU再恢复对系统总线的控制，继续原来的操作。 DMA控制总线的方式 * * 8.4.2 DMA控制器8237A 利用DMA方式传送数据时,数据的传输过程完全由DMA控制电路控制,故又有DMA控制器之称,DMA控制器应具有如下几个功能: 向CPU申请DMA传送 在CPU允许DMA工作时,处理总线控制权的转交,避免因进入DMA工作而影响CPU正常活动或引起总线竞争 在DMA期间管理系统总线控制数据传送 确定数据传送的起始地址和数据长度,修正数据传送过程中的数据地址和数据长度 在数据块传送结束时，给出DMA操作完成的信号 * * 8.4.2 DMA控制器8237A * * 8.4.2 DMA控制器8237A 内部寄存器 CAR 当前地址寄存器（Current Address Register） CWCR当前字计数寄存器（Current Word Count Register） BA和BWC基本地址寄存器（BA）和基本字计数寄存器（BWC） CR 命令寄存器（Command Register） CAR用于存放DMA传输时的16位存储器地址。每通道都有用于此功能的单独的当前地址寄存器。DMA操作时每传输一字节数据，CAR可能递增或递减，这取决于管理程序是怎样编制的。 当前字计数寄存器（Current word count register）为通道编制DMA操作时可以传输的字节数（最大达到64KB）。存入该计数器的值比需要传输的字节少1。例如，如果CWCR中存放的是10，那么DMA操作要传输11个字节的数据。 基本地址寄存器（BA）和基本字计数寄存器（BWC）用于通道选择了自动预置方式的情况下。此时这些寄存器用于DMA操作完成后对CAR和CWCR重装。这样就可以达到传输同样的内存数据时有相同的计数和地址。 命令寄存器（Command register）编程8237A DMA控制器的操作。 * * 8.4.2 DMA控制器8237A 地址寄存器和字计数寄存器编程： 对8237A进行编程需要4步 用清除F/L命令清除F/L触发器 禁止通道请求 将地址最低有效位（LSB）和最高有效位（MSB）装入地址寄存器 将字计数的LSB和MSB装入字计数寄存器 * * 8.5 常见的标准输入/输出接口 如果一个计算机只是一个独立的系统，计算机的作用将不会有多大，当一些标准的接口协议提供出来以后。通过符合接口协议的硬件和软件将计算机与计算机，计算机与外围设备之间连接起来。计算机系统最常见的接口是打印机并行口、RS-232串行口和USB接口等。 * * 8.5.1 接口的分类 1．按数据传送的方式分为并行接口和串行接口 并行接口与系统总线之间、接口与外设之间都以并行总线方式传送信息，即每次传送一个字节或一个字的全部代码。串行接口与外设之间采用串行方式传送