微机接口技术课件[dma]

2009-10-27微机接口技术第六章DMA接口技术本章概要DMA系统概述8237内部结构和引脚功能8237的工作方式及编程应用；2009-10-27DMA系统概述DMA概述定义：DirectMemoryAccess直接存储器存取方式：DMA方式是用硬件实现存储器与存储器之间或存储器与I/O设备之间直接进行高速数据传送，不需要CPU的干预。这种方式通常用来传送数据块。类比：DMA＝CPU存储器读取的“代理人”。DMA控制器结构DMA控制器数据端口状态/控制端口地址寄存器计数器控制/状态寄存器CPU存储器HOLDHLDA数据缓冲寄存器DMA请求触发器输入设备DMA请求DMA响应Ready•地址寄存器；字节计数器；操作方式寄存器；•引出线：地址总线，数据总线，四个控制数据传送方式信号，与IO联络信号，与CPU联络信号等DMA传输流程静态说明CPUDMAC内存外设DMA请求DREQDMA响应DACK总线响应总线请求DMA的三种传输方式字节传送：在单字节传输方式下，DMA控制器每次请求总线只传送一个字节数据，传送完后即释放总线控制权。块传送：块传输方式是指DMA控制器每次请求总线连续传送一个数据块，待整个数据块全部传送完成后再释放总线控制权。请求传送：此方式与块传输方式基本类似，不同的是每传输完一个字节，DMA控制器都要检测由I/O接口发来的DMA请求信号是否仍然有效，如果该信号仍有效，则继续进行DMA传输；否则，就暂停传输，交还总线控制权给CPU，直至DMA请求信号再次变为有效，数据块传输则从刚才暂停的那一点继续进行下去。字节传送方式允许DMADMA请求？DMAC发BUS请求CPU响应DMA放弃BUSDMAC控制传一个字节字结束否？放弃总线中断请求NDMA放总线NYY块传送方式允许DMADMA请求？DMAC发BUS请求CPU响应DMA放弃BUSDMAC控制传一个字节块结束否？放总线中断请求EOP信号？NYYN请求传输方式允许DMADMA请求？DMAC发出BUS请求CPU响应DMA放弃总线DMAC控制传一个字节块结束否？放总线中断请求YDRQ请求？Y放总线NNY2009-10-278237内部结构和引脚功能概述8237是具有4个独立DMA通道的可编程DMA控制器（DMAC），它使用单一的+5V电源，单相时钟，40引脚双列直插式封装。在实际应用中，8237必须与一片8位锁存器一起使用，才能形成一个完整的4通道DMA控制器。8237经初始化后，可以控制每一个通道在存储器和I/O口之间以最高1.6兆波特的速率传送最多达64KB的数据块，而不需要CPU的介入。8237提供4种传送方式：单字节传送方式、数据块传送方式、请求传送方式和级连传送方式。内部结构地址寄存器；字节数寄存器；操作方式寄存器；外部引脚DREQ0DREQ1DREQ2DACK3403938373635343332313029282726252423222120191817161514131211109876543218237/8237-2(NOTE11)READYHLDAADSTBAENEOPDB4A3A2A1A0VCC(+5V)DB0DB1DB2DB3HRQCSCLKRESETDACK2DREQ3DACK0DACK1DB5DB6DB7(GND)VCCA4A5A6A7MEMWMEMRIOWIOR外部引脚8237A外部引脚共40个，各引脚功能特性如下：CLK：时钟频率，为输入信号。它控制DMA数据传送的速率及8237A内部操作的定时。RESET：复位信号，为输入信号，高电平有效。READY：准备就绪信号，为输入信号，高电平有效。ADSTB：地址选通信号，为输出信号，高电平有效。AEN：地址允许信号，为输出信号，高电平有效。MEMR：寄存器读信号，为输出信号，低电平有效。当此信号有效时，被选中的寄存器单元的内容被读到数据总线上。MEMW：寄存器写信号，为输出信号，低电平有效。当此信号为低电平时，数据总线上的内容被写入被选中的寄存器单元。外部引脚（续）CS：片选信号，为输入信号。低电平有效。IOR：I/O设备读信号，为双向信号，低电平有效。IOW：I/O设备写信号，双向信号，低电平有效。EOP：DMA传输结束信号，双向信号，低电平有效。DREQ：DMA请求信号，属输入信号，高电平有效。DACK：DMA响应信号，属于输出信号，高电平有效。HRQ：总线请求信号，属于输出信号，高电平有效。HLDA：总线响应信号，属于输入信号，高电平有效。A7~A4：高4位地址线，双向信号在进行DMA传输时提供高4位地址。A3~A0：低4位地址线，双向信号。DB7~DB0：8位双向数据线。2009-10-278237的工作方式及编程应用内部寄存器配置内部逻辑包括定时和控制逻辑、命令控制逻辑、优先级控制逻辑以及寄存器组等部分，其中与编程直接关联的是内部寄存器组。8237Ａ-5内部有四个独立通道，每个通道有五个寄存器（工作方式、基值地址、当前地址、基值字节计数、当前字节计数），另外还有四个通道共用的命令寄存器和状态寄存器，以及对DRQ信号的屏蔽寄存器和DMA服务请求寄存器等。工作方式寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0模式选择随机请求传输模式00单字节传输模式001111非传输模式级联传输模式地址增量选择地址加10地址减11自动预置功能选择禁止0允许1通道选择0选0#Channel0011101选1#Channel选2#Channel选3#Channel传输类型选择00校验传输001111XX写传输读传输非法D7D6=11控制命令寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0DACK有效电平低电平有效0高电平有效101DREQ有效电平高电平有效扩展写MEM.011001Enable8237A低电平有效不扩展写0扩展写1D3=1X优先级类型01固定优先级循环优先级禁止允许Channel0地址保持不变XDisableEnableD0=08237A工作Disable8237A时序类型01X普通时序压缩时序D0=1请求寄存器8237ADMA请求REG.格式（写9号）D7D6D3D2D1D0D5D4运行控制不用0清除DMA请求位建立DMA请求位100Channel0001111Channel1Channel2Channel3屏蔽位寄存器（单通道）8237A屏蔽REG.格式（单一位）（写A号）D7D6D3D2D1D0D5D4运行控制不用0清除MASK位建立MASK位100Channel0001111Channel1Channel2Channel3通道选择屏蔽位寄存器（四通道）8237A全4位MASKREG.格式（写F号）D7D6D3D2D1D0D5D4不用0清Channel3M位设Channel3M位100110清Channel2M位1设Channel2M位清Channel0Mask位设Channel0Mask位清Channel1Mask位设Channel1Mask位运行状态寄存器8237A状态REG.格式（读8号）D7D6D3D2D1D0D5D4通道3有DMA请求11：通道0计数结束通道2有DMA请求1通道1有DMA请求1通道0有DMA请求11：通道1计数结束1：通道2计数结束1：通道3计数结束状态字其他寄存器先/后触发器：对于16位寄存器写时，要分两次写入，先/后触发器就是用来控制写入次序。为0态时，写入低8位后自动置1，再写入高8位后自动清0.暂存寄存器：保存暂态信息，RESET清除。软命令：总清除命令、清屏蔽寄存器命令、清先后触发命令。……（具体参考课本及相关手册说明）编程步骤输出主清除命令，使8237A进入初始状态；将DMA传送的存贮器起始地址写入基地址和当前地址寄存器；将要传送的字节数写入基字节寄存器和当前字节计数器；写模式寄存器，规定8237A的工作方式等；写命令寄存器，规定各通道优先级及DREQ、DACK的有效电平等；写屏蔽寄存器，规定开放和屏蔽的通道；写请求寄存器，发DMA请求命令。8237A各寄存器的端口地址8237与CPU的连接8237的级联方式