AMBA总线

第11章DMA控制器第11章DMA控制器11.1DMA系统概述11.2可编程DMA控制器8237A11.38237ADMA可编程控制在微机系统中的应用第11章DMA控制器11.1DMA系统概述11.1.1DMA概述11.1.2DMA的功能返回本章首页第11章DMA控制器11.1.1DMA概述DMA方式就是直接存储器存取工作方式。在DMA方式下，外设通过DMA控制器向CPU提出接管总线控制权的总线要求，CPU在当前的总线周期结束后，响应DMA请求，并把总线控制权交给DMA控制器。在DMA控制器的管理下，外设和寄存器之间就可以直接进行数据交换。返回本节第11章DMA控制器11.1.2DMA的功能（1）外设通过DMA控制器向CPU提出DMA申请。（2）DMA控制器接受外设的DMA请求，取得总线控制权。（3）总线载决逻辑对总线申请进行载决，把总线控制权交给DMA控制器。第11章DMA控制器（4）DMA控制器通知外设DMA应答，开始进入DMA传输。（5）DMA控制器按传输数据的长度直接控制外设与RAM进行数据交换。（6）DMA操作结束，DMA控制器向外设输出计数终止信号，通过接口提出中断申请，并把总线控制权交给CPU，完成一次DMA数据传控。返回本节第11章DMA控制器11.2可编程DMA控制器8237A11.2.18237A的内部结构11.2.28237A的外部引脚及其功能特性11.2.38237A内部寄存器及其作用返回本章首页第11章DMA控制器11.2.18237A的内部结构其内部结构如图4.1所示。1．地址寄存器地址寄存器、基地址寄存器、当前地址寄存器2．字节数寄存器字节数寄存器、基本字节寄存器、当前字节计数器第11章DMA控制器图4.18237A的内部结构图返回本节第11章DMA控制器11.2.28237A的外部引脚及其功能特性8237A的外部引脚共有40个，如图4.2所示。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。CS：片选信号，为输入信号。低电平有效。RESET：复位信号，为输入信号，高电平有效。第11章DMA控制器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。第11章DMA控制器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。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。第11章DMA控制器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。第11章DMA控制器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。第11章DMA控制器图4.28237A引脚功能图返回本节第11章DMA控制器11.2.38237A内部寄存器及其作用1．工作方式（1）单字节传输方式（2）块传输方式（3）请求传输方式（4）级连传输方式第11章DMA控制器2．方式寄存器8237A的方式寄存器格式如下：其中各位说明如下：D7D6：工作方式选择。可以在四种工作方式中任选一种，见表4.1。第11章DMA控制器表4.1工作方式选择逻辑第11章DMA控制器D5：地址寄存增减方式选择。D4：DMA自动预置功能选择。D3D2：数据传输类型选择。其含义如表4.2所示。D1D0：通道选择。它用来选择四个通道。其选择如表4.3所示。第11章DMA控制器表4.2DMA数据传输类型选择第11章DMA控制器3．控制存储器表4.3通道选择第11章DMA控制器D7：DMA响应位D6：DMA请求位D5：扩展写信号位D4：优先级管理D3：时序选择位D2：允许操作位D0：存储器间数据传输允许位各数据位说明如下：第11章DMA控制器4．状态寄存器状态寄存器的格式如下：第11章DMA控制器5．请求寄存器其格式如下：各位的含义如下：D7~D3：未定义。D2：DMA请求标志位。D1~D0：通道选择位。如表4.4所示。第11章DMA控制器D1D0功能00011011选择0通道选择1通道选择2通道选择3通道表4.4通道选择标志位第11章DMA控制器6．屏蔽寄存器其格式如下：各位的含义如下：D7~D3：未定义。D2：DMA屏蔽设置位。D1~D0：通道选择位。如表4.5所示。DMA屏蔽标志是通过往屏蔽寄存器中写入屏蔽字节来进行设置的。第11章DMA控制器表4.5通道屏蔽选择D1D0功能00选择0通道01选择1通道10选择2通道11选择3通道第11章DMA控制器8237A也可以用综合屏蔽命令来设置通道的屏蔽触发器，其格式如下：第11章DMA控制器7．先/后触发器先/后触发器是为控制DMA通道中地址寄存器和字节计数器的初值而设置的，先/后触发器就用来控制这两次传输数据的次序的。第11章DMA控制器8．8237A各寄存器的端口地址表4.68237A操作端口地址与命令一览表返回本节第11章DMA控制器11.38237ADMA可编程控制在微机系统中的应用11.3.18237A的编程及其应用11.3.2编程实例11.3.38237ADMA可编程控制与微机系统的接口电路返回本章首页第11章DMA控制器11.3.18237A的编程及其应用1．DMA的系统结构及主要性能图4.3DMA系统逻辑结构示意图第11章DMA控制器表4.7PC/AT微机DMA系统的基本性能第11章DMA控制器2．8237A编程（1）初始化通道方式寄存器。（2）预置该通道的基地址和当前地址寄存器（低16位）与页面寄存器（高4位或高8位）。（3）求传输的字节数，将其值减1并预置该通道的基地址及当前字节（或字节计数器）。（4）判断传输的数据量是否已经超出边界，若出界则返回错误代码。（5）开放通道，并允许DREQ请求。返回本节第11章DMA控制器11.3.2编程实例（1）初始化通道方式寄存器。（2）预置该通道的基地址和当前地址寄存器与页面寄存器。（3）求传输的字节数，将其值减1并预置该通道的基地址及当前字节。（4）判断传输的数据量是否已经超出边界，若出界则返回错误代码。（5）开放通道，并允许DREQ请求。第11章DMA控制器；初始化通道2；入口参数：AL=DMA方式字节；读盘（DMA写）=046H；写盘（DMA读）=04AH；DH=传输的扇区数；ES：BX=RAM缓冲区首地址；定义要使用的符号DMAEQU0；第0片DMA通道端口下面为PC/AT机的软盘驱动器与存储器RAM之间进行数据交换的实例。第11章DMA控制器DMA1EQU0C0H；第1片DMA通道端口DAM08EUQ08；第0片DMA命令寄存器地址DMA18EUQ0D0H；第1片DMA命令寄存器地址D—SETPROCNEAR；DMA初始化过程PUSHCX；保存CX寄存器CLI；关中断OUTDMA+12，AL；清除先/后触发器JMPSHORT$+2；满足DMA的I/O定时要求第11章DMA控制器；初始化方式寄存OUTDMA+11，AL；写方式寄存MOVAX，ES；取寄存器RAM段地址MOVCL，4；ROLAX，CL；循环左移4MOVCH，AL；高4位保存在CHANDAL，0F0H；取低落6位地址ADDAX，BX第11章DMA控制器JNCJ1INCCH；有进位加到高4位地址；初始化地址寄存器和页面寄存器J1：PUSHAX；保存16位地址OUTDMA+4，AL；预置通道2地址寄存JMPSHORT$+2MOVAL，AHOUTDMA+4，AL；先低字节，后高字节第11章DMA控制器MOVAL，CH；取最高4位地址JMPSHORT$+2ANDAL,0FHOUT08LH,AL；预置通道2对应的页面寄存器；初始化字节计数器MOVAH,DH；取传输扇区SUBAL,AL；乘以256（AL=0）第11章DMA控制器SHRAX,1；右移，即变成乘以128PUSHAX；保存“扇区与128的乘积”MOVBX,6；取软盘基数：每扇区字节数CALLGETPARM；调用取基数子程序MOVCL,AH；返回到AH基数N，保存在CLPOPAX；取出乘积值SHLAX,CL；右移返回值次数DECAX；传输字节值减1第11章DMA控制器PUSHAX；保存字节数OUTDMA+5,AL；预防、置字节数计数器JMPSHORT$+2；MOVAL,AHOUTDMA+5,AL；先低字节，后高字节；判断DMA是否出界STI；开中断POPCX；传输字节数至CX寄存器第11章DMA控制器POPAX；位移地址至AXADDAX,CX；相加，若溢出段界则CF=1POPCX；恢复入口寄存器；开通道2MOVAX,2；清除通道2屏蔽位OUTDMA+10,AL；写屏蔽寄存器RET；返回D—SETENDP；DMA结束返回本节第11章DMA控制器11.3.38237ADMA可编程控制与微机系统的接口电路1．用于将数据从存储器传送到I/O接口的DMA控制电路2．用于将数据从I/O接口传送到内存的接口电路第11章DMA控制器图4.4使用DMA通道实现内存到I/O接口的电路第11章DMA控制器图4.5使用DMA通道实现I/O到内存接口的电路返回本节