微机原理与接口技术 周荷琴第五版课件 DMA控制器8237A.ppt

DMA方式介绍 两个含义： DMA传输: 外设与存储器之间、存储器存储器之间的数据传送，不需要CPU担当数据传输的中介者，只需要CPU出让总线的控制权； DMA工作过程 8237A的工作原理 DMA控制器8237 8237A引线说明： A0-A3：地址线，从模块时为输入，处理器寻址8237A；主模块时输出低4位地址。 A7-A4：地址线，主模块时输出A7-A4。 DB7-DB0：双向数据总线。 8237A为从模块时被处理器编程或读状态，DB7-DB0作为数据线，传输数据或命令字。 8237A为主模块时DB7-DB0输出地址A15-A8，在M — M传送操作时除做A15-A8还将M数据送8237A暂存器。 8237A引线说明（续） IOR#，IOW#：I/O读写控制，双向。8237A在从模块时为输入，在主模块时为输出。 MEMR#，MEMW：输出，存储器读写控制，主模块时送存储器。 AEN，ADSTB：输出，8位地址允许及锁存。在主模块时允许外部锁存器锁存8237A的高8位地址。 CS#：片选，从模块时处理器用来寻址8237A。 READY：输入，准备就绪，主模块时控制总线周期的长度，与慢速设备同步。 RESET：输入，复位信号，复位时屏幕寄存器置1，其它寄存器置0。 HRQ：8237A向处理器发出的总线请求信号。 HLDA：处理器发给8237A的总线请求响应信号。 DREQ0-DREQ3：I/O设备DMA请求输入信号。 DACK0-DACK3：输出DMA请求的响应。 EOP#：双向。输出时，表明内部通道传送结束；输入时，表明外部强迫DMA传送停止。 S1：更新高8位地址状态： ??? 当需要更新高8位地址时（传送过程中每传送一个字节，地址增1，当低8位地址有进位时，则产生高8为地址的更新）才进入此状态，否则直接进入S2状态。 ??? 8237在此状态发出地址有效信号AEN，锁存、更新高8位地址。将高8位地址A8-A15（此地址由8237自己产生）送到DB0-DB7，并发地址选通DASTB，在DASTB的下降沿将地址进行锁存。 8237的工作时序 （续） * * 第十二章 DMA控制器8237A 微型计算机原理及其应用 第十二章　8237A DMA控制器 及PC/XT机的系统板 外设 CPU 内存 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 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：DMA传输 DMA方式介绍 特点：数据的传送不经过CPU，简化了CPU对I/O的控制。 要求：需要DMA控制器及相关逻辑支持。 应用：适用与高速度大量数据传送时。 直接存储器存取(DMA)方式 DMA方式介绍 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设之间交换，可以达到很高的传输速率（可达几MB/秒） DMA方式介绍（续） ① 系统总线 CPU DMAC 存储器 外设接口 AEN IOW MEMW MEMR IOR MEMW MEMR IOW IOR AEN HOLD HLDA DRQ DACK ② ③ ④ ⑤ AEN IOW IOR MEMW MEMR ⑥ ⑦ ① 外设向DMAC发DMA请求 DREQ ② DMAC通过 HOLD 向CPU申请总线（提出DMA请求） ③ CPU在完成当前总线周期并在非总线封锁时响应， 释放总线控制权 ④ DMAC得到总线控制权，并发出DMA响应信号DACK DMA工作过程（续） ① 系统总线 CPU DMAC 存储器 外设接口 MEMW MEMR IOW IOR AEN HOLD HLDA DRQ DACK ② ③ ④ AEN IOW IOR MEMW MEMR ⑤ AEN IOW IOR MEMW MEMR ⑥ ⑦ 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 ⑦ CPU释放HLDA信号，并重新控制总线 AEN IOW IOR MEMW MEMR ⑤ 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（DRQ）； 2）DMA控制器收到请求后，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