5IO系统-4DMA(2011年09级).ppt

第四节DMA方式及接口,5.4.1DMA方式基本概念,定义、过程（三个阶段）、应用，,见3.5.2,3.单字传送方式与成组传送方式,单字传送方式：传送一个字节或一个字等,成组传送方式：成组连续的批量传送,采用周期挪用或周期窃取方式,主存速度较I/O高，高速主机中采用,主存速度接近I/O速度，CPU等待DMA结束,5.程序准备（DMA初始化）,向接口送出I/O设备的寻址信息。如磁盘的驱动器号、圆柱面号、磁头号、起始扇区号。,（1）,向DMA控制器送出控制字，主要是数据传送方向。,（2）,向DMA控制器送出主存缓冲区首址。,（3）,向DMA控制器送出交换量，即传送量。,（4）,5.5.2DMA控制器与接口的连接,1.单通道DMA控制器,一个DMA控制器只连接一台I/O设备,CPU,主存,控制状态逻辑,数据缓冲寄存器,地址寄存器计数器,字计数器,中断机构,设备选择电路,设备,总线请求,总线批准,系统总线,DMA控制器（接口）,设备选择电路：接收主机在DMA初始化阶段送来的端口地址码，译码产生选择信号，选择DMAC中的寄存器,当计数器计满溢出时，发出中断请求,DMA和主存之间传送数据的传送量,记录主存缓冲区首址和记录传送次数，初始化时CPU送入。,一侧与数据总线相连，另一侧与I/O设备相连,初始化时，CPU经数据总线送入控制字，内含传送方向,5.5.2DMA控制器与接口的连接,2.选择型DMA控制器,一个DMA控制器可连接多台I/O设备,CPU,主存,控制状态逻辑,数据缓冲寄存器,地址寄存器计数器,字计数器,中断机构,设备号寄存器与选择电路,I/O,总线请求,总线批准,系统总线,DMA控制器（接口）,I/O,时序电路,多路型DMA控制器,主机板,接口板,允许各设备以字节为单位交叉传送，或以数据块为单位成组传送。,5.5.2DMA控制器与接口的连接,3.多路型DMA控制器,1.DMA控制器功能,（1）接收初始化信息,（传送方向、主存首址、交换量）。,初始化,（2）接收外设DMA请求，,判优，,向CPU申请总线。,传送前,（3）接管总线权，发地址、读/写命令。,传送期间,2.接口功能,（1）接收初始化信息,（外设寻址信息）。,初始化,（2）向DMA控制器发请求。,传送前，外设准备好,（3）传送数据。,传送期间,1.系统连接方式,7.2.3磁盘存储器接口,两级DMA控制器,（磁盘适配器）,主机板上DMA控制器：,适配器内DMA控制器：,M适配器,适配器驱动器,2.硬盘适配器粗框,EPROM控制逻辑：,I/O端口控制逻辑：,放有硬盘驱动程序(系统自检时被引入系统管理之下)。,（1）处理机接口(面向系统总线一侧),接收CPU送来的端口地址、读/写命令，访问处理机接口中的相应寄存器。,（2）智能主控器,微处理器：,执行硬盘控制程序。,RAM：,扇区缓存(存放二个扇区数据)。,ROM：,存放硬盘控制程序。,（3）驱动器接口(面向设备一侧),DMA控制器：,控制主控RAM与驱动器之间的数据传送。,硬盘控制逻辑：,向驱动器送出控制命令,并-串,控制串-并转换：,写盘：,主控RAM,驱动器,读盘：,驱动器,串-并,主控RAM,驱动器控制逻辑：,驱动器状态逻辑：,接收驱动器状态信息,(选中、就绪、寻道完成)。,(驱动器选择、寻道方向选择、读、写)。,传送串行数据。,(1)CPU向适配器送出驱动器号、圆柱面号、磁头号、起始扇区号、扇区数等外设寻址信息；向DMA控制器送出传送方向、主存首址、交换量等信息。,3.硬盘调用过程(DMA方式),(2)适配器启动寻道，并用中断方式判寻道是否正确。,(不正确，重新寻道；正确，启动磁盘读/写。),(3)适配器准备好(读盘：主控RAM满一扇区；写盘：主