第八章 DMA控制器

计算机硬件技术基础 主讲 焦明海东北大学计算中心 第八章DMA控制器 8 1DMA控制器功能 8 2DMA控制器8237A 8 1DMA控制器功能 DMA具有以下功能 1 工作要受CPU的管理 它和其它I O接口一样是CPU的管理对象 2 具有总线主设备 MASTER 的功能 一旦DMA请求并得到了总线控制权 它就成了总线主设备 它和CPU一样控制信息在总线上的传输 DMA传输 在DMA传送期间 DMAC将读取源口数据 并写到目的口 当一次传输或若干次传送完毕 DMAC就把总线控制权移交给CPU 它又变成从设备 CPU对8237A的编程初始化工作是通过8237A的端口进行的 8237A的端口是用低4位地址线A3A2A1A0编址 共有16个端口地址 16个端口地址分为以下两部分 1 00H 07H分配给4个通道的相应的16位寄存器 8237A的寄存器都是16位的 而8237A只有8位数据线 读 写操作均分两次进行 2 08H 0FH分配给其他寄存器 包括3条不使用数据总线而只利用端口地址进行操作的命令 8 2DMA控制器8237A 8 2 18237A的内部结构 8 2 28237A内部端口地址分配 A3A2A1A0寄存器说明0000通道0写 基地址寄存器和当前地址寄存器读 当前地址寄存器0001通道0写 基字节计数器和当前字节计数器读 当前字节计数器0010通道1写 基地址寄存器和当前地址寄存器读 当前地址寄存器0011通道1写 基字节计数器和当前字节计数器读 当前字节计数器0100通道2写 基地址寄存器和当前地址寄存器读 当前地址寄存器0101通道2写 基字节计数器和当前字节计数器读 当前字节计数器0110通道3写 基地址寄存器和当前地址寄存器读 当前地址寄存器0111通道3写 基字节计数器和当前字节计数器读 当前字节计数器 A3A2A1A0寄存器说明1000写 命令寄存器读 状态寄存器1001写 请求寄存器读 非法1010 A 写 一位屏蔽字寄存器读 非法1011 B 写 方式字寄存器读 非法1100 C 写 清除F触发器读 非法1101 D 写 8237A总清读 暂存寄存器1110 E 写 清除屏蔽寄存器读 非法1111 F 写 四位屏蔽字寄存器读 非法 8 2 28237A内部端口地址分配 8 2 3DMA控制器8237A的编程 方式字 命令字 8 2 3DMA控制器8237A的编程 1位屏蔽字 0 允许1 禁止DMA D1D000通道001通道110通道211通道3 8 2 3DMA控制器8237A的编程 1 控制命令 1 方式字写入端口地址0BH 主要功能 选择传送方式和传送类型 设置自动初始化方式和地址增量方向 2 命令字写入端口地址08H 主要功能 选择DREQ DACK有效极性 读 写时序 优先级编码方式等 3 请求字写入端口地址09H 主要功能 发生软件DMA请求 4 屏蔽字写入端口地址0AH或0FH 主要功能 允许或禁止通道的DMA请求 5 状态字从端口地址08H读出 主要功能 反映通道DMA请求状态和是否有TC信号 8 2 3DMA控制器8237A的编程 2 清除命令 清除命令不需通过数据总线 执行输出指令时 AL的内容可任意设置 1 清除字节指针命令 写入端口地址0CH 8237A数据线是8位的 所以16位数据分两次读 写 而且使用同一端口地址 2 主清除命令 写入端口地址0DH 使屏蔽寄存器各位置 1 外 其他各寄存器均被清 0 3 清除屏蔽寄存器命令 写入端口地址0EH 主要功能 将4个通道的屏蔽位清除 8 2 3DMA控制器8237A的编程 3 8237A的编程步骤 1 CPU发主清除命令 2 写入基地址及当前地址的值 3 写入基字节数和当前字节数的初值 4 写入方式字 5 写入屏蔽字 6 写入命令字 7 写入请求字 8 2 3DMA控制器8237A的编程 例 8237A数据块传送 设在某8086 8088系统中 用8237A通道1将内存1000H单元开始的24KB数据转存到硬盘中 1000H即为基地址初值 采用数据块方式传送 地址增量方式 只传送一便 设DREQ和DACK低电平有效 当A15 A4为000000000111时选中8237A 要求设计8237A通道1的初始化程序 分析 1 端口地址 A3 A0由8237A芯片内部译码 编码范围为0000 1111 再与A15 A4组合 则端口地址范围是0070H 007FH 2 传送字节数 24KB对应的16进制数为6000H 写入通道字节数计数器的值应为 6000H 1 5FFFH 8 2 4DMA控制器8237A的编程实例 分析 3 方式字 按题目要求 控制字的组合为 10001001B 4 一位屏蔽字 按题要求 一位屏蔽字组合为 00000001B 5 命令字 按题目要求 命令字的组合为01000000B 6 初始化程序如下 START MOVDX 007DH 发生清除命令OUTDX AL AL内容任意设置MOVDX 0072H 通道1 8 2 4DMA控制器8237A的编程实例 6 初始化程序如下 续上 MOVAL 00HOUTDX AL 送基地址和当前地址低8位MOVAL 10HOUTDX AL 送基地址和当前地址高8位MOVDX 0073HMOVAL 0FFH 送基值和当前计数值低8位OUTDX ALMOVAL 5FH 送基值和当前计数值高8位OUTDX AL 8 2 4DMA控制器8237A的编程实例 6 初始化程序如下 续上 MOVDX 007BHMOV