8237A编程ppt课件

9.2可编程DMA控制器8237A,DMA(DirectMemoryAccess)的概念DMA系统组成及工作过程Intel8237A可编程DMA控制器框图8237A编程DMA控制器的工作时序,1,DMA(DirectMemoryAccess)的概念DMA方式不用处理器干预完成M与I/O间数据传送。DMA期间系统总线由其它主模块控制(驱动)控制总线的主模块要提供系统的地址及控制信号。DMA控制器与处理器配合可实现系统的DMA功能。,2,2.DMA系统组成及工作过程DMA系统组成,3,DMA工作过程I/O向DMACDMAC向CPU响应DMAC向发请求CPU发请求DMAC请求I/O发响应,DMA传送结束,DMA传送进行,DMAC发出控制信号,DMAC发出内存地址,4,允许DMA,DMA请求？,DMAC发BUS请求,CPU响应DMA放弃BUS,DMAC控制传一个字节,块结束否？,放弃总线中断请求,N,DMA放总线,N,Y,字节传送,Y,DMA传送方式,5,允许DMA,DMA请求？,DMAC发BUS请求,CPU响应DMA放弃BUS,DMAC控制传一个字节,块结束否？,放总线中断请求,DMA请求？,N,Y,Y,N,块传送,DMA传送方式,6,允许DMA,DMA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,Y,DMA请求？,Y,放总线,N,N,Y,随机请求DEMANDREQUEST,DMA传送方式,7,3.Intel8237A可编程DMA控制器框图,8,8237外部引脚,9,8237A主从两面性：作为DMAC，8237A是可控制总线的主模块。作为I/O芯片，8237A可被处理器读写。运行时注意8237A主-从地址的变化。,10,8237A组成说明：8237A有四个独立通道：每个通道有16位地址REG，16位字节数计数器，6位模式REG。四个通道公用控制寄存器，状态寄存器，屏蔽寄存器，请求标志寄存器及暂存器，各寄存器均为8位。基地址寄存器：放DMA传送RAM地址初值。当前地址寄存器：DMA传送时内容变化,可读。基字节数寄存器：DMA传送的总字节数。当前字节数寄存器：DMA传送时内容变化,可读。,11,8237A引线说明：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MM传送操作时经DB7-DB0，将M数据送8237A暂存器。A3-A4：地址线，从模块时为输入，处理器寻址8237A；主模块时输出低压位地址。,12,A7-A4：地址线，主模块时输出A7-A4。CS：片选，从模块时处理器用来寻址8237A。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。AEN，ADSTB输出：8位地址锁存允许及选通。在主模块时允许外部锁存器锁存8237A的高8位地址。MEMR，MEMW：输出，存储器读写控制，主模块时送存储器。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。,13,RESET：输入，复位信号，复位时屏幕寄存器置1，其它寄存器置0。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。DREQ0-DREQ3：I/O设备DMA请求输入信号。DACK0-DACK3：输出DMA请求的响应。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。,14,通道,寄存器,操作,CSIORIOW,A3A2A1A0,内F/F,DB0DB7,0,0,0,1,1,1,1,基本/当前地址,基本/当前字计数,当前地址,当前字计数,基本/当前地址,当前地址,基本/当前字计数,当前字计数,写,写,写,写,读,读,读,读,010010,001001,010010,001001,010010,001001,001001,010010,00000000,00000000,00010001,00010001,00100010,00100010,00110011,00110011,01,01,01,01,01,01,01,01,A0A7A8A15,A0A7A8A15,W0W7W8W15,W0W7W8W15,W0W7W8W15,W0W7W8W15,A0A7A8A15,A0A7A8A15,8237A字计数器与地址寄存器端口号与对应操作（1）,8237A编程地址、字计数器端口分配,0,内F/F为字节计数标志,15,通道,寄存器,操作,A3A2A1A0,内F/F,DB0DB7,2,2,3,3,3,3,基本/当前地址,基本/当前字计数,当前地址,当前字计数,基本/当前地址,当前地址,基本/当前字计数,当前字计数,写,写,写,写,读,读,读,读,010010,001001,010010,001001,010010,001001,001001,010010,01000100,01000100,01010101,01010101,01100110,01100110,01110111,01110111,01,01,01,01,01,01,01,01,A0A7A8A15,A0A7A8A15,W0W7W8W15,W0W7W8W15,W0W7W8W15,W0W7W8W15,A0A7A8A15,A0A7A8A15,8237A字计数器与地址寄存器端口号与对应操作（2）,2,2,CSIORIOW,16,操作命令与端口号对应关系表,A3A2A1A0IORIOW操作十六进制,100001读状态寄存器8100010写命令/控制寄存器,100101非法9100110写DMA请求标志寄存器,101001非法A101010写屏蔽标志寄存器,101101非法B101110写模式寄存器,110001非法C110010清除字节指针F/F,110101读暂存器D110110复位（总清）,111001非法E111010清除/屏蔽标志寄存器,111101非法F111110写所有屏蔽REG,单一位,三个软件命令不依赖DB上数据,所有位,17,8237A模式寄存器格式（写B号）：工作方式设定,D7,D6,D5D4,D3,D2,D1,D0,模式选择,随机请求传输模式00,单字节传输模式,0,0,1,1,1,1,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#Channel,0,0,1,1,1,0,1,选1#Channel,选2#Channel,选3#Channel,传输类型选择,00校验传输,0,0,1,1,1,1,XX,写传输,读传输,非法,D7D6=11,18,8237A控制/命令寄存器格式（写8号）：硬件设置与运行控制8237A硬件设置：,D7,D6,D5D4,D3,D2,D1,D0,DACK有效电平,低电平有效0,高电平有效,1,0,1,DREQ有效电平,高电平有效,扩展写,MEM.,0,1,1,0,0,1,Enable8237A,低电平有效,不扩展写,0,扩展写,1,D3=1,X,优先级类型,0,1,固定优先级,循环优先级,MEM.传输,禁止,允许,Channel0地址保持不变,X,Disable,Enable,D0=0,8237A工作,Disable8237A,时序类型,0,1,X,普通时序,压缩时序,D0=1,19,8237ADMA请求寄存器格式（写9号）,D7,D6,D3,D2,D1,D0,D5,D4,运行控制,不用,0,清除DMA请求位,建立DMA请求位,1,0,0,Channel0,0,0,1,1,1,1,Channel1,Channel2,Channel3,8237A控制/命令寄存器格式（写9号）：硬件设置与运行控制8237A运行控制命令字：软件DMA请求,20,8237A屏蔽寄存器格式（单一位）（写A号）,D7,D6,D3,D2,D1,D0,D5,D4,运行控制,不用,0,清除MASK位,建立MASK位,1,0,0,Channel0,0,0,1,1,1,1,Channel1,Channel2,Channel3,通道选择,8237A控制/命令寄存器格式（写A号）：硬件设置与运行控制8237A运行控制命令字：设屏蔽字（单通道）,21,8237A全4位MASK寄存器格式（写F号）,D7,D6,D3,D2,D1,D0,D5,D4,运行控制,不用,0,清Channel3M位,设Channel3M位,1,0,0,1,1,0,清Channel2M位,1,设Channel2M位,清Channel0Mask位,设Channel0Mask位,清Channel1Mask位,设Channel1Mask位,8237A控制/命令寄存器格式（写F号）：硬件设置与运行控制8237A运行控制命令字：设屏蔽字（四通道）,22,关于3个软件命令：与端口号有关，与DB线上的内容无关。写C号地址：清除字节指针F/F，使将装入顺序为先LSB后MSB。写D号地址：总清除命令，屏蔽寄存器为1，其它寄存器为0，软件复位。写E号地址，清除屏蔽标志。,23,编程过程,HLDA无效时8237A接受P编程，不管HRQ是否有效。编程前禁止8237A：发关闭8237A命令，向8号端口（硬件设置）写04H，或对通道进行屏蔽。用软命令发出总清（MasterClear)操作：向0DH端口执行一次写操作。向有关通道送地址值，计数值，模式字。送硬件设置命令字，打开8237A。去除屏蔽准备接收DMA请求。,24,8237A状态寄存器格式（读8号）,D7,D6,D3,D2,D1,D0,D5,D4,通道3有DMA请求1,1：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1,1：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,8237A状态监测：可监测运行状态。,25,S2,A8A15,有效地址,有效地址,扩展写信号,8237A-5的DMA时序,5、DMA控制器的工作时序DMAR的7种状态周期SI，S0，S1，S2，S3，S4及SW,26,（1）.空闲周期SI上电后，未编程前，还没有DMA请求，进入空闲周SI，DMA处于被动工作方式，CPU可对DMA进行编程。,空闲状态,请求应答态,内部状态流程图,数据传输状态,I/O,主动状态,单字节,块字节,块字节,DREQ,HLDA,被动,27,（2）.过渡状态S0若检测到DREQ请求，DMAC即向CPU发出总线请求信号HRQ。并且，DMAC从SI状态跳入S0状态，并重复执行，直到收到HLKA信号（CPU）进入S1状态，DMAC从被动主动态,（3）.DMA有效周期（S1S4）在CPU的回答信号HLDA到达没，DMAC进入有效周期开始传送数据。一个完整的传送周期包括S1，S2，S3和S4四个周期如果I/O