最新微型计算机技术课件07-2PPT课件.ppt

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1、微型计算机技术课件微型计算机技术课件07-27.2 DMA7.2 DMA控制接口控制接口教学重点n 8237A的工作方式的工作方式n 8237A寄存器组的作用寄存器组的作用n 8237A寄存器组的编程寄存器组的编程二、8237A的内部组成和结构1四个独立的四个独立的DMA通道通道 n每每个个通通道道都都有有一一个个16位位的的基基地地址址寄寄存存器器，一一个个16位位的的基基字字节节数数计计数数器器，一一个个16位位的的当当前前地地址址寄寄存存器器和和一一个个16位位的的当当前前字字节节数数计计数数器器及及一一个个8位位的的方方式式寄寄存存器器，方方式式寄寄存存器器接接收收并并保保存存来来自自

2、于于CPU的的方方式式控控制制字字，使使本通道能够本通道能够工作于不同的方式下；工作于不同的方式下；2定时及控制逻辑电路定时及控制逻辑电路 n对对在在DMA请请求求服服务务之之前前，CPU编编程程对对给给定定的的命命令令字字和和方方式式控控制制字字进进行行译译码码，以以确确定定DMA的的工工作作方方式式，并并控制产生所需要的定时信号；控制产生所需要的定时信号；3优先级编码逻辑优先级编码逻辑 n对对通通道道进进行行优优先先级级编编码码，确确定定在在同同时时接接收收到到不不同同通通道道的的DMA请请求求时时，能能够够确确定定相相应应的的先先后后次次序序。通通道道的的优优先先级级可可以以通通过过编编

3、程程确确定定为为是是固固定定的或者是旋转的。的或者是旋转的。4 4共用寄存器共用寄存器 n除除了了每每个个通通道道中中的的寄寄存存器器之之外外，整整个芯片还有一些共用的的寄存器：个芯片还有一些共用的的寄存器：1个个16位的地址暂存寄存器位的地址暂存寄存器1个个16位的字节数暂存寄存器位的字节数暂存寄存器1个个8位的状态寄存器位的状态寄存器1个个8位的命令寄存器位的命令寄存器1个个8位的暂存寄存器，位的暂存寄存器，1个个4位的屏蔽寄存器位的屏蔽寄存器1个个4位的请求寄存器位的请求寄存器寄存器名长 度（Bit）数量寄存器名长 度（Bit）数量基地址寄存器基字节数寄存器当前地址寄存器当前字节数寄存器

4、地址暂存寄存器字节数暂存寄存器161616161616444411状态寄存器命令寄存器暂存寄存器方式寄存器屏蔽寄存器请求寄存器8886441114118237的内部寄存器 5 582378237的三态缓冲器的三态缓冲器 n8237的的数数据据引引线线，地地址址引引线线都都有有三三态态缓缓冲冲器器，因因而而可可以以接接也也可可以以释释放放总线。总线。三、8237的外部结构的外部结构 n8237是是具具有有40个个引引脚脚的的双双列列直直插插式式集成电路芯片集成电路芯片 首先分类展开外部引脚首先分类展开外部引脚1.请求与响应信号nDREQ0DREQ3：DMA通通道道请请求求。当当外外设设需需要要请

5、请求求DMA服服务务时时，将将DREQ信信号号置置成成有有效效电电平平，并并要要保保持持到到产产生生响响应应信信号号。对对应应于于四四个个独独立立的的通通道道，DREQ的的有有效效电电平平可可以以通通过过编编程程来来加以确定，优先级可以固定，也可以旋转。加以确定，优先级可以固定，也可以旋转。nHRQ：总总线线请请求求。8237A输输出出有有效效的的HRQ高高电平，向电平，向CPU申请使用系统总线。申请使用系统总线。nHLDA：总总线线响响应应。8237A接接受受来来自自CPU的的响响应信号应信号HLDA，取得了总线的控制权。，取得了总线的控制权。nDACK0DACK3：DMA通通道道响响应应。

6、8237A使请求服务的通道产生相应的使请求服务的通道产生相应的DMA响应信号。响应信号。2.DMA传送控制信号nA0A7：地址线。输出低：地址线。输出低8位存储器地址。位存储器地址。nDB0DB7：数数据据线线。输输出出高高8位位存存储储器器地地址址；存贮器与存贮器的传送期间，用于数据传送。存贮器与存贮器的传送期间，用于数据传送。nADSTB：地地址址选选通通。DMA传传送送开开始始时时，输输出出高高有有效效，把把在在DB0DB7上上输输出出的的高高8位位地地址址锁锁存存在外部锁存器中。在外部锁存器中。nAEN：地地址址允允许许。输输出出高高有有效效，将将锁锁存存的的高高8位位地地址址送送入入

7、系系统统总总线线，与与芯芯片片此此时时输输出出的的低低8位位地地址组成址组成16位存储器地址。位存储器地址。2.DMA传送控制信号（续）nMEMR：存储器读。有效将数据从存储器读出：存储器读。有效将数据从存储器读出nMEMW：存储器写。有效将数据写入存储器存储器写。有效将数据写入存储器nIOR：I/O读。有效将数据从外设读出读。有效将数据从外设读出nIOW：I/O写。写。有效将数据写入外设有效将数据写入外设nREADY：准准备备好好。DMA传传送送的的S3下下降降沿沿检检测测到到为为低低时时，插插入入等等待待状状态态Sw，直直到到READY为为高才进入第高才进入第4个时钟周期个时钟周期S4。n

8、EOP：过过程程结结束束。DMA传传送送过过程程结结束束，输输出出一一个个低低有有效效脉脉冲冲。外外部部输输入入低低脉脉冲冲信信号号，则则终终结结DMA传送。传送。3.处理器接口信号nCS：片片选选。低低有有效效时时，微微处处理理器器与与8237A通通过数据线通信，主要完成对过数据线通信，主要完成对8237A的编程。的编程。nIOR：I/O读读。读读取取8237A内内部部寄寄存存器器低低电电平平有有效效的的双双向向三三态态信信号号引引脚脚。在在空空闲闲周周期期，它它是是一一条条输输入入控控制制信信号号，CPU利利用用这这个个信信号号读读取取8237内内部部状状态态寄寄存存器器的的内内容容；而而

9、在在DMA传传送送时时，它它是是读读端端口口控控制制信信号号输输出出引引脚脚，与与相相配配合合，使数据由外设传送到内存。使数据由外设传送到内存。nIOW：I/O写写。写写入入8237A内内部部寄寄存存器器。低低电电平有效的双向三态信号引脚，其功能与相对应。平有效的双向三态信号引脚，其功能与相对应。3.处理器接口信号（续1）nDB0DB7：8条条双双向向数数据据线线。用用于于8237A与与微微处处理理器器进进行行数数据据交交换换。在在CPU控控制制系系统统总总线线时时，可可以以通通过过DB0DB7对对8237编编程程或或读读出出8237的的内内部部状状态态寄寄存存器器的的内内容容；在在DMA操操

10、作作期期间间，由由DB0DB7输输出出高高8位位地地址址信信号号A8A15，并并利利用用ADSTB信号锁存该地址信号。信号锁存该地址信号。在在进进行行内内存存不不同同区区域域之之间间的的DMA传传送送时时，除除了了送送出出A8A15地地址址信信号号外外，还还分分时时输输入入从从存存储储器器源源区区域域读读出出的的数数据据，送送入入8237的的暂暂存存寄寄存存器器中中，等等到到存存储储器器写写周周期期时时，再再将将这这些些数数据据通通过过这这8个个引引脚脚，由由8237的的暂暂存存寄寄存存器器送送到到系系统统数据总线上，然后写入到规定的存储单元中去。数据总线上，然后写入到规定的存储单元中去。3.

11、处理器接口信号（续2）nA3A0：4条条双双向向三三态态的的低低位位地地址址信信号号引引脚脚。在在空空闲闲周周期期，接接收收来来自自于于CPU的的四四位位地地址址信信号号，用用以以寻寻址址8237内内部部的的不不同同的的寄寄存存器器(组组)；在在DMA传传送送时时，输输出出要要访访问问的的存存储储单单元元或或者者I/O端端口口地地址址的低的低4位。位。nA7A4：4条条三三态态地地址址信信号号输输出出引引脚脚。在在DMA传传送送时时，输输出出要要访访问问的的存存储储单单元元或或者者I/O端端口口地地址的中址的中4位。位。3.处理器接口信号（续3）nCLK：时时钟钟信信号号输输入入引引脚脚，对对

12、于于标标准准的的8237，其其输输入入时时钟钟频频率率为为3MHz，对对于于8237-2，其其输输入入时时钟钟频率可达频率可达5MHz。nRESET：复复位位信信号号，输输入入引引脚脚，用用来来清清除除8237中中的的命命令令、状状态态请请求求和和临临时时寄寄存存器器，且且使使字字节节指指针针触触发发器器复复位位并并置置位位屏屏蔽蔽触触发发器器的的所所有有位位（即即使使所所有有通通道道工工作作在在屏屏蔽蔽状状态态），在在复复位位之之后后，8237工工作于空闲周期作于空闲周期SI。四、8237A的两种工作状态n作为从模块工作时（空闲周期）作为从模块工作时（空闲周期）：当当CPU把把数数据据送送到

13、到8237A的的寄寄存存器器或或者者从从8237A的的寄寄存存器器取取出出时时，8237如如同同接接口口一一样样作作为为总总线线的的从从模模块块工工作作，受受CPU控制的工作状态。控制的工作状态。这这时时，8237A接接收收16位位地地址址，用用较较高高的的12位位地地址址产产生生片片选选信信号号，用用底底4位位地地址来选择内部寄存器。址来选择内部寄存器。四、8237A的两种工作状态（续）n作为主模块工作时（有效周期）作为主模块工作时（有效周期）：当当8237A作作为为主主模模块块工工作作时时，它它会会往往总总线线上上提提供供要要访访问问的的内内存存地地址址，地地址址的的低低8位位放放在在A7

14、A0，而地址的高而地址的高8位放在位放在D7D0。作作为为主主模模块块工工作作时时，8237A还还必必须须输输出出必必要要 的的 读读 写写 信信 号号，IOR、IOW、MEMR、MEMW。8237A引脚的两种作用与与CPU连接连接（从模块）的引脚（从模块）的引脚与外设连接与外设连接（主模块）的引脚（主模块）的引脚CLK、RESETA0A3、CS*、DB0DB7IOR*、IOW*HRQ、HLDAAEN、ADSTB、READY、EOP*A0A7、DB0DB7IOR*、IOW*、MEMR*、MEMW*DREQ0DREQ3、DACK0DACK3五、五、8237的工作周期的工作周期 空闲周期n当当82

15、37的的任任一一通通道道都都无无DMA请请求求时时，则则其其处处于于空空闲闲周周期期或或称称为为SI状状态态，空空闲闲周周期期由由一一系系列列的的时时钟钟周周期期组组成成，在在空空闲闲周周期期中中的的每每一一个个时钟周期，时钟周期，8237只做两项工作：只做两项工作：8237A采采样样CS片片选选信信号号，该该信信号号有有效效，CPU就就要对要对8237A进行读进行读/写操作写操作8237A还还采采样样通通道道的的请请求求输输入入信信号号DREQ，该信号有效，就进入有效周期该信号有效，就进入有效周期进入有效周期进入有效周期n8237A采采样样到到外外设设有有DMA请请求求，就就脱脱离空闲周期进

16、入有效周期离空闲周期进入有效周期n8237A作作为为系系统统的的主主控控芯芯片片，控控制制DMA传送操作传送操作nDMA传传送送借借用用系系统统总总线线完完成成，其其控控制制信信号以及工作时序类似号以及工作时序类似CPU总线周期总线周期进入进入DMADMA传送时序传送时序五、五、8237的工作周期的工作周期 有效周期DMA传送时序DB0DB7DACKADSTBHRQDREQCLKS1S0S0SiSiS3S2S4S3S2SiSiS4HLDAAENA0A7 MEMR（IOR）IOW（MEMW）S1状态状态输出输出16位存储器地址位存储器地址AEN输出高电平，表示输出高电平，表示DMA传送传送S2状

17、态状态输出输出DMA响应信号和控制信号响应信号和控制信号DMA读：读：MEMR*和和IOW*有效有效DMA写：写：IOR*和和MEMW*有效有效S3和和Sw状态状态检测数据传送是否能够完成，检测数据传送是否能够完成，决定是否插入等待状态决定是否插入等待状态SwS4状态状态完成数据传送完成数据传送六、8237A的工作方式nDMA传送方式传送方式 单字节传送方式单字节传送方式 数据块传送方式数据块传送方式 请求传送方式请求传送方式 级连方式级连方式nDMA传送类型传送类型 DMA读读 DMA写写 DMA检验检验n存储器到存储器的传送存储器到存储器的传送1.DMA传送单字节方式n每次每次DMA传送时

18、仅传送一个字节传送时仅传送一个字节n传传送送一一个个字字节节之之后后，当当前前字字节节数数寄寄存存器器减减1，当前地址寄存器加当前地址寄存器加1或减或减1，HRQ变为无效变为无效n每每传传送送完完这这一一个个字字节节，8237A释释放放系系统统总总线线，DMAC就将总线控制权交回就将总线控制权交回CPU。n若若传传送送后后使使字字节节数数从从0减减到到FFFFH，则则终终结结DMA传送或重新初始化传送或重新初始化n特点：特点：n一次传送一个字节，效率略低一次传送一个字节，效率略低nDMA传送之间传送之间CPU有机会重新获取总线控制权有机会重新获取总线控制权1.DMA传送数据块方式n在在这这种种

19、传传送送方方式式下下，DMACDMAC一一旦旦获获得得总总线线控控制制权权，便便开开始始连连续续传传送送数数据据。每每传传送送一一个个字字节节，自自动动修修改改当当前前地地址址及及当当前前字字节节数数寄寄存存器器的的内内容容，直直到到字字节节数数寄寄存存器器从从0 0减减到到FFFFHFFFFH终终止止计计数数，或或由由外外部部输输入入EOPEOP有有效效信信号号终终结结DMADMA传传送，送，将总线控制权交给将总线控制权交给CPUCPU。n一一次次所所传传送送数数据据块块的的最最大大长长度度可可达达64KB64KB，数数据据块块传传送送结结束后可自动初始化。束后可自动初始化。nDREQDRE

20、Q只需维持有效到只需维持有效到DACKDACK有效有效n特点：特点：n一次请求传送一个数据块，效率高一次请求传送一个数据块，效率高n整整个个DMADMA传传送送期期间间CPUCPU长长时时间间无无法法控控制制总总线线（无无法法响响应其他应其他DMADMA请求、无法处理中断等）请求、无法处理中断等）1.DMA传送请求方式nDREQ信号有效就连续传送数据信号有效就连续传送数据nDREQ信信号号无无效效，DMA传传送送被被暂暂时时中中止止，8237A释放总线，释放总线，CPU可继续操作可继续操作nDMA通道的地址和字节数的中间值仍被保持通道的地址和字节数的中间值仍被保持nDREQ信号再次有效，信号再

21、次有效，DMA传送就继续进行传送就继续进行n如如果果字字节节数数寄寄存存器器从从0减减到到FFFFH，或或者者由由外外部送来一个部送来一个EOP有效的信号，将终止计数有效的信号，将终止计数n特点：特点：nDMA操作可由外设利用操作可由外设利用DREQ信号控制传送的过程信号控制传送的过程1.DMA传送级连方式n用于通过多个用于通过多个8237A级连以扩展通道级连以扩展通道n第第二二级级的的HRQ和和HLDA信信号号连连到到第第一一级级某个通道的某个通道的DREQ和和DACK上上n第第二二级级芯芯片片的的优优先先权权等等级级与与所所连连通通道道的的优先权相对应优先权相对应n第第一一级级只只起起优优

22、先先权权网网络络的的作作用用，实实际际的的操作由第二级芯片完成操作由第二级芯片完成n还可由第二级扩展到第三级等还可由第二级扩展到第三级等1.DMA传送级连方式2.DMA传输类型nDMA读读把数据由存储器传送到外设把数据由存储器传送到外设n由由MEMR有有效效从从存存储储器器读读出出数数据据，由由IOW有有效效把把这一数据写入外设这一数据写入外设nDMA写写把外设输入的数据写入存储器把外设输入的数据写入存储器n由由IOR有有效效从从外外设设输输入入数数据据，由由MEMW有有效效把把这这一数据写入存储器。一数据写入存储器。nDMA检验检验空操作空操作n8237A不进行任何检验不进行任何检验n外设可

23、以进行外设可以进行DMA校验校验n存储器和存储器和I/O控制线保持无效，不进行传送控制线保持无效，不进行传送3.存储器到存储器的传送n固定使用通道固定使用通道0和通道和通道1n通道通道0的地址寄存器存源区地址的地址寄存器存源区地址n通通道道1的的地地址址寄寄存存器器存存目目的的区区地地址址，通通道道1的的字字节数寄存器存传送的字节数节数寄存器存传送的字节数n传送由设置通道传送由设置通道0的软件请求启动的软件请求启动n每传送一字节需用每传送一字节需用8个时钟周期个时钟周期n前前4个个时时钟钟周周期期用用通通道道0地地址址寄寄存存器器的的地地址址从从源源区区读读数据送入数据送入8237A的临时寄存

24、器的临时寄存器n后后4个个时时钟钟周周期期用用通通道道1地地址址寄寄存存器器的的地地址址把把临临时时寄寄存器中的数据写入目的区存器中的数据写入目的区4.DMA通道的优先权方式n固定优先权方式固定优先权方式优先权固定优先权固定n通通道道0优优先先权权最最高高，通通道道1其其次次，通通道道2再再次次，通道通道3最低最低n循环优先权方式循环优先权方式优先权循环变化优先权循环变化n最最近近一一次次服服务务的的通通道道在在下下次次循循环环中中变变成成最最低低优先权，其他通道依次轮流相应的优先权优先权，其他通道依次轮流相应的优先权DMADMA传送不存在嵌套传送不存在嵌套5.自动初始化方式n每每当当DMA过

25、过程程结结束束信信号号EOP产产生生时时（不不论是内部终止计数还是外部输入该信号）论是内部终止计数还是外部输入该信号）n用用基基地地址址寄寄存存器器和和基基字字节节数数寄寄存存器器的的内内容容，使使相相应应的的现现行行寄寄存存器器恢恢复复为为初初始始值值，包包括括恢复屏蔽位、允许恢复屏蔽位、允许DMA请求请求n这样就作好了下一次这样就作好了下一次DMA传送的准备传送的准备1什么叫DMA传送方式?试说明DMA方式传送数据的主要步骤。2试比较DMA传输、查询式传输及中断方式传输之间的优缺点和适用场合?3DMA控制器芯片Intel8237有哪几种工作方式？各有什么特点？4Intel8237支持哪几种

26、DMA传输类型？习题与思考习题与思考7.2.3 8237A的寄存器n8237A共共有有10种种内内部部寄寄存存器器，对对它它们们的的操作有时需要配合操作有时需要配合3个软件命令个软件命令n8237A的的“软件命令软件命令”n不需要通过数据总线写入控制字不需要通过数据总线写入控制字n直接由地址和控制信号译码实现直接由地址和控制信号译码实现全部都用地址全部都用地址A A0 0A A3 3区分区分1基地址寄存器基地址寄存器n用以存放用以存放16位地址，只可写入而不能读出。位地址，只可写入而不能读出。n在在编编程程时时，它它与与当当前前地地址址寄寄存存器器被被同同时时写写入入某某一一起起始始地地址址，

27、可可用用作作内内存存区区域域的的首首地地址址或或末地址。末地址。n在在8237进进行行DMA数数据据传传送送的的工工作作过过程程中中，其其内内容容不不发发生生变变化化，只只是是在在自自动动预预置置时时，其其内容可被重新写到当前地址寄存器中去。内容可被重新写到当前地址寄存器中去。2基字节数寄存器基字节数寄存器 n用用以以存存放放相相应应通通道道需需要要传传送送数数据据的的字字节节数数，只可写入而不能读出。只可写入而不能读出。n在在编编程程时时它它与与当当前前字字节节数数寄寄存存器器被被同同时时写写入入要传送数据的字节数。要传送数据的字节数。n在在8237进进行行DMA数数据据传传送送的的工工作作

28、过过程程中中，其其内内容容保保持持不不变变，只只是是在在自自动动预预置置时时，其其内内容容可以被重新写到当前字节数寄存器中去。可以被重新写到当前字节数寄存器中去。3当前地址寄存器当前地址寄存器 n保持保持DMA传送的当前地址值传送的当前地址值n每次传送后该寄存器的值自动加每次传送后该寄存器的值自动加1或减或减1nCPU可以对其进行读写操作。可以对其进行读写操作。n在在选选择择自自动动预预置置时时，每每当当字字节节计计数数值值减减为为0或或外外部部有有效效后后，就就会会自自动动将将基基地地址址寄寄存存器器的的内内容容写写入入当当前前地地址址寄寄存存器器中中，恢恢复其初始值。复其初始值。基地址寄存

29、器基地址寄存器存放存放初始值初始值4当前字节数寄存器当前字节数寄存器 n保持保持DMA传送的剩余字节数传送的剩余字节数n每次传送后，该寄存器的值减每次传送后，该寄存器的值减1n这个寄存器的值可由这个寄存器的值可由CPU写入和读出写入和读出n该该寄寄存存器器的的值值减减至至0，再再减减1（从从0减减到到FFFFH）时，终止计数）时，终止计数基字节数寄存器基字节数寄存器存放存放初始值初始值传送传送N N个字节，个字节，初始值初始值为为N N1 15地址暂存寄存器和字节数暂存寄存器地址暂存寄存器和字节数暂存寄存器n这这两两个个16位位的的寄寄存存器器和和CPU不不直直接接发发生生关关系系，我我们们也

30、也不不必必要要对对其其进进行行读读/写写操操作作，因而对如何使用因而对如何使用8237没有影响。没有影响。6模式寄存器模式寄存器n每每个个通通道道有有一一个个8位位的的模模式式寄寄存存器器，但但是是它它们们占占用用同同一一个个端端口口地地址址，用用来来存存放放方方式式字字，依依靠靠方方式式控控制制字字本本身身的的特特征征位位来来区区分分写写入入不不同同的的通通道道，用用来来规规定定通通道道的的工作方式，各位的作用如下：工作方式，各位的作用如下：请看请看方式字方式字的格式的格式方式字格式D7 D6D5D4D3 D2D1 D000 请求模式请求模式01 单字节模式单字节模式10 数据块模式数据块模

31、式11 级联模式级联模式0 地地址址增增量量（加加1）1 地地址址减减量量（减减1）0 禁止自动初始化禁止自动初始化1 允许自动初始化允许自动初始化00DMA校验校验01DMA写写10DMA读读11非法非法若若D7D61100 通道通道001 通道通道110 通道通道211 通道通道3D7D6D5D4D1D3D2D000 00 通道通道0 001 01 通道通道1 110 10 通道通道2 211 11 通道通道3 300 请求传输方式请求传输方式01 单字节传输方式单字节传输方式 10 块传输方式块传输方式11 级联传输方式级联传输方式00 00 校验传输校验传输01 01 写传输写传输10

32、 10 读传输读传输11 11 无意义无意义通道选择通道选择方式选择方式选择传输类型选择传输类型选择自动预置功能选择：自动预置功能选择：00禁止；禁止；11允许。允许。地址增地址增/减减1 1选择：选择：00增增1 1；11减减1 1。方式字格式自动预置就是当某一通道按要求将数据传送完后，又能自动预置初始地址和传送的字节数，而后重复进行前面已进行过的过程。校验传送就是实际并不进行传送，只产生地址并响应EOP信号，不产生读写控制信号，用以校验8237的功能是否正常。7控制寄存器控制寄存器 n存放存放8237A的命令字的命令字n设置设置8237A芯片的操作方式芯片的操作方式n影响每个影响每个DMA

33、通道通道n复位时使命令寄存器清零复位时使命令寄存器清零n设置设置D21才使才使8237A可以作为可以作为DMA控制器控制器请看请看命令字命令字的格式的格式命令字格式D7D6D5D4D3D2D1D00 DACK低有效低有效1 DACK高有效高有效0 DREQ高有效高有效1 DREQ低有效低有效0 滞后写滞后写1 扩展写扩展写 若若D310 固定优先权固定优先权1 循环优先权循环优先权0 正常时序正常时序1 压缩时序压缩时序 若若D010 允许允许DMAC工作工作1 禁止禁止DMAC工作工作0 允许通道允许通道0地址改变地址改变1 禁止通道禁止通道0地址改变地址改变 若若D000 禁止存储器之间传

34、送禁止存储器之间传送1 允许存储器之间传送允许存储器之间传送D7D6D5D4D1D3D2D00DACK低电平有效1DACK高电平有效 0禁止存储器到存储器传输1允许存储器到存储器传输0DREQ高电平有效1DREQ低电平有效0禁止通道0地址保持1允许通道0地址保持。D0=0时无意义0不扩展写入1扩展写入0启动8237工作1停止8237的工作0固定优先权 1旋转优先权0正常时序1压缩时序命令字格式命令字说明nD0位位用用以以规规定定是是否否允允许许采采用用存存储储器器到到存存储储器器的的传传送送方方式式。若若允允许许这这样样做做，则则利利用用通通道道0和和通通道道1来来实现。实现。nD1位位用用以

35、以规规定定通通道道0的的地地址址是是否否保保持持不不变变。如如前前所所述述，在在存存储储器器到到存存储储器器传传送送中中，源源地地址址由由通通道道0提提供供，读读出出数数据据到到暂暂存存寄寄存存器器，而而后后，由由通通道道l送送出出目目的的地地址址，将将数数据据写写入入目目的的区区域域；若若命命令令字字中中D10，则则在在整整个个数数据据块块传传送送中中(块块长长由由通通道道1决决定定)保保持持内内存存源源区区域域地地址址不不变变，因因此此，就就会会把把同同一一个个数数据写入到整个目的存储器区域中。据写入到整个目的存储器区域中。命令字说明（续）nD2位是允许或禁止位是允许或禁止8237芯片工作

36、的控制位。芯片工作的控制位。nD3位位用用于于选选择择总总线线周周期期中中写写信信号号的的定定时时。例例如如，PC机机中中动动态态存存储储器器写写是是由由写写信信号号的的上上升升沿沿启启动动的的。若若在在DMA周周期期中中写写信信号号来来得得太太早早，可可能能造造成错误，所以成错误，所以PC机选择机选择D30。nD5位位用用于于选选择择是是否否扩扩展展写写信信号号。在在D3=0（正正常常时时序序）时时，如如果果外外设设速速度度较较慢慢，有有些些外外设设是是用用8237A送送出出的的和和信信号号的的下下降降沿沿来来产产生生的的READY信信号号的的。为为提提高高传传送送速速度度，能能够够使使RE

37、ADY信信号号早早些些到到来来，须须将将和和信信号号加加宽宽，以以使使它它们们提提前前到到来来。因因此此，可可以以通通过过令令D5=1使使和和信信号号扩扩展展2个个时时钟周期提前到来。钟周期提前到来。8请求寄存器请求寄存器 n用于在软件控制下产生一个用于在软件控制下产生一个DMA请求请求 n除除硬硬件件DMA请请求求外外，当当工工作作在在数数据据块块传传送方式时也可以通过软件发出送方式时也可以通过软件发出DMA请求请求n若若是是存存贮贮器器到到存存贮贮器器传传送送，则则必必须须由由软软件请求启动通道件请求启动通道0请看请看请求字请求字的格式的格式请求字格式D7 D6 D5 D4 D3D2D1

38、D0任意任意0 复位复位1 置位置位00 通道通道001 通道通道110 通道通道211 通道通道39.9.屏蔽寄存器屏蔽寄存器n控控制制外外设设硬硬件件DMA请请求求是是否否被被响响应应（为为0允允许许），各个通道互相独立。，各个通道互相独立。3种方法：种方法：n单通道屏蔽字只对一个单通道屏蔽字只对一个DMA通道屏蔽位进行设置通道屏蔽位进行设置n主屏蔽字对主屏蔽字对4个个DMA通道屏蔽位同时进行设置通道屏蔽位同时进行设置n清屏蔽寄存器命令使清屏蔽寄存器命令使4个屏蔽位都清零（允许）个屏蔽位都清零（允许）n复位使复位使4个通道全置于屏蔽状态个通道全置于屏蔽状态n当当一一个个通通道道的的DMA过

39、过程程结结束束，如如果果不不是是工工作作在在自自动动初初始始化化方方式式，则则这这一一通通道道的的屏屏蔽蔽位位置置位位，必须再次编程为允许，才能进行下次必须再次编程为允许，才能进行下次DMA传送传送请看请看屏蔽字屏蔽字的格式的格式单通道屏蔽字格式D7 D6 D5 D4 D3D2D1 D0任意任意0 清屏蔽位清屏蔽位1 置屏蔽位置屏蔽位00 通道通道001 通道通道110 通道通道211 通道通道3主屏蔽字格式D7 D6 D5 D4D3D2D1D0任意任意Di0 清通道清通道I屏蔽位屏蔽位Di1 置通道置通道I屏蔽位屏蔽位10.10.状态寄存器状态寄存器n可由可由CPU读取读取n低低4位位反反映

40、映读读命命令令这这个个瞬瞬间间每每个个通通道道是是否否产生产生TC（为（为1，表示该通道传送结束），表示该通道传送结束）n高高4位位反反映映每每个个通通道道的的DMA请请求求情情况况（为（为1，表示该通道有请求），表示该通道有请求）n状态位在复位或被读出后，均被清零状态位在复位或被读出后，均被清零D7D6D5D4D1D3D2D0D7=1通道3请求D0=1通道0已终止计数D1=1通道1已终止计数D2=1通道2已终止计数D4=1通道0请求D6=1通道2请求D5=1通道1请求D3=1通道3已终止计数8237的状态寄存器的状态寄存器 11.11.临时寄存器临时寄存器n在在存存储储器器到到存存储储器器的

41、的传传送送方方式式下下，临临时时寄寄存存器器保保存存从从源源存存储储单单元元读读出出的的数数据据，该数据又被写入到目的存储单元该数据又被写入到目的存储单元n传传送送完完成成，临临时时寄寄存存器器只只会会保保留留最最后后一一个字节，可由个字节，可由CPU读出读出n复位使临时寄存器内容为零复位使临时寄存器内容为零7.2.4 8237A的编程n8327A芯芯片片的的初初始始化化编编程程：只只要要写写入入命命令寄存器令寄存器n可先输出主清除命令，进行软件复位可先输出主清除命令，进行软件复位n然后写入命令字然后写入命令字n命令字影响所有命令字影响所有4个通道的操作个通道的操作7.2.4 8237A的编程

42、（续1）nDMA通道的通道的DMA传送编程：传送编程：n将将存存储储器器起起始始地地址址写写入入地地址址寄寄存存器器（如如果果采采用用地地址减量工作，则是结尾地址）址减量工作，则是结尾地址）n将将本本次次DMA传传送送的的数数据据个个数数写写入入字字节节数数寄寄存存器器（个数要减（个数要减1）n确定通道的工作方式，写入方式寄存器确定通道的工作方式，写入方式寄存器n写入屏蔽寄存器复位通道屏蔽位，允许写入屏蔽寄存器复位通道屏蔽位，允许DMA请求请求请看实例请看实例DMA通道0的刷新编程out 0dh,al;DMAC主清除命令主清除命令mov al,0out 08,al;DMAC命令字命令字mov

43、al,0out 00,al;通道通道0的地址寄存器低字节的地址寄存器低字节out 00,al;通道通道0的地址寄存器高字节的地址寄存器高字节mov al,0ffhout 01,al;通道通道0的字节数寄存器低字节的字节数寄存器低字节out 01,al;通道通道0的字节数寄存器高字节的字节数寄存器高字节mov al,58h out 0bh,al;通道通道0模式字模式字mov al,0out 0ah,al;通道通道0屏蔽字屏蔽字IBM PC/XT7.2.4 8237A的编程（续2）n两两种种方方法法反反映映DMA过过程程结结束束（即即终终止止计计数、发生数、发生TC）：）：n状态寄存器的低状态寄存

44、器的低4位位n信号（需配合信号（需配合DACK响应信号确定通道）响应信号确定通道）n应用程序处理应用程序处理DMA传送过程结束：传送过程结束：n采用软件查询状态字采用软件查询状态字n采用硬件中断在中断服务程序处理采用硬件中断在中断服务程序处理7.2.4 8237A的应用n8237A在在PC系列机的使用情况系列机的使用情况nDMA写传送写传送nDMA设定子程序设定子程序7.2.4 8237A在IBM PC系列机上的应用nIBM PC/XT机使用一片机使用一片8237An通道通道0：动态存贮器动态存贮器DRAM刷新刷新n通道通道1：用户使用或用户使用或SDLC卡卡n通道通道2：内存与软盘的高速数据

45、交换内存与软盘的高速数据交换n通道通道3：内存与硬盘的高速数据交换内存与硬盘的高速数据交换nIBM PC/AT机机采用两片采用两片8237AnDMAC1包含通道包含通道03，支持支持8位数据传送位数据传送nDMAC2组组成成通通道道47，通通道道57支支持持16位数据传送，通道位数据传送，通道4用于级连用于级连1.8237A的初始化n8237A初始化写入命令字为初始化写入命令字为0，确定了：，确定了：nDREQ高高电电平平有有效效、DACK低低电电平平有有效效，固固定定优优先先权（依次为通道权（依次为通道0、17）n不进行存储器到存储器的数据传输不进行存储器到存储器的数据传输nPC机机用用DM

46、A控控制制电电路路进进行行刷刷新新，所所以以DMA传传送送不不能能长长时时间间占占用用总总线线（不不应应超超过过15 s），一一般般只只能能使用单字节传送方式使用单字节传送方式n在在PC系系列列机机上上，用用户户如如果果使使用用DMA通通道道，要要注注意意遵遵从从上上述述系系统统要要求求。除除了了要要禁禁止止8237A工工作，用户通常不必操作命令寄存器作，用户通常不必操作命令寄存器2.高位地址的形成nDMA传送时的高位地址由传送时的高位地址由“页面寄存器页面寄存器”提供提供n页面寄存器由页面寄存器由CPU的输出指令实现写入的输出指令实现写入nDMAC1的的通通道道0通通道道3：8237A提提供

47、供系系统统A0A15低低16位位地地址址，页页面面寄寄存存器器输输出出系系统统A16A23高高8位地址位地址nDMAC2的的通通道道5通通道道7：8237A提提供供系系统统A1A16的的16位位地地址址，而而系系统统A0被被强强迫迫为为逻逻辑辑0，页面寄存器仅输出高，页面寄存器仅输出高7位地址位地址A17A23页面寄存器不会自动增减量页面寄存器不会自动增减量高位地址在高位地址在DMADMA传送过程中不改变传送过程中不改变7.2.4 DMA写传送CLKDCLK D0D7Q +5V外设数据外设数据外设外设DMA请求请求74LS37474LS74RESETDRQ1 DACK1IOROERS通道1工作

48、方式mov al,45h;通道通道1方式字：方式字：;单字节写传送，地址增量，非自动初始化单字节写传送，地址增量，非自动初始化out 0bh,alnop;延时延时nopout 0ch,al;清高清高/低触发器命令低触发器命令DMA写传送通道1起始地址mov al,0out 02h,al;写入低写入低8位地址到地址寄存器位地址到地址寄存器mov al,50hout 02h,al;写入中写入中8位地址到地址寄存器位地址到地址寄存器mov al,04hout 83h,al;写入高写入高8位地址到页面寄存器位地址到页面寄存器DMA写传送通道1传送字节数mov ax,2048-1;AX传送字节数减传送字

49、节数减1out 03h,al;送字节数低送字节数低8位到字节数寄存器位到字节数寄存器mov al,ahout 03h,al;送字节数高送字节数高8位到字节数寄存器位到字节数寄存器mov al,01out 0ah,al;单通道屏蔽字：允许通道单通道屏蔽字：允许通道1的的DMA请求请求;其他工作其他工作DMA写传送通道1传送结束判断dmalp:in al,08h;读状态寄存器读状态寄存器and al,02h;判断通道判断通道1是否传送结束是否传送结束jz dmalp;没有结束，则循环等待没有结束，则循环等待;传送结束，处理转换数据传送结束，处理转换数据DMA写传送DMADMA传送过程结束的判断：传

50、送过程结束的判断：软件查询方式软件查询方式7.2.4 DMA设定子程序n系系统统ROM-BIOS的的DMA设设定定子子程程序序：DMA通道通道2传送编程传送编程n软盘的读写利用软盘的读写利用DMA通道通道2传送数据传送数据n被被读读软软盘盘、写写软软盘盘和和软软盘盘检检验验等等软软盘盘I/O功能程序调用功能程序调用通道2工作方式push cx;保存保存CXcli;关中断关中断out 0ch,al;清高清高/低触发器命令低触发器命令push ax;延时延时pop axout 0bh,al;将将AL中的方式字写入通道中的方式字写入通道2DMA设定子程序形成物理地址mov ax,esmov cl,4