可编程DMA控制器A优质文档.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,可编程,DMA,控制器,A,8.1,概述,Inte18237A,是一种有,40,个引脚的高性能可编程,DMA,控制,器，采用主频,5MHz,的,8237A,传送速度可达到,1.6MB/,秒。,8237A,的主要功能为：,（,1,）在一个,8237A,芯片中有,4,个独立的,DMA,通道，每个通道均可独立地传送数据，可控制,4,个,I/O,外设进行,DMA,传送。,（,2,）每个通道的,DMA,请求都可以分别允许和禁止。每个通道的,DMA,请求有不同的优先权，优先权可以是固定的，也可以是循环的。,（,3,）每个通道均有,64KB,的寻址和计数能力，即一次,DMA,传送的数据最大长度可达,64KB,。,8.1,概述,（,4,）可以在存储器与外设间进行数据传送，也可以在存储器的两个区域之间进行传送。,（,5,）,8237A,有四种,DMA,传送方式，分别为单字节传送、数据块传送、请求传送方式和级连方式。,（,6,）,8237A,芯片有一条结束处理的输入信号，允许外界用此输入端结束,DMA,传送或重新初始化。,（,7,）,8237A,可以级连，扩展更多的通道。,（,8,）,40,脚双列直插式，,+5V,工作电源。,8.1,概述,8237A,有两种不同的工作状态，分别为从态方式和主态方式。,（,1,）在,DMA,控制器未取得总线控制权时必须由,CPU,对,DMA,控制器进行编程，以确定通道的选择、数据传送的方式和类,型、内存单元起始地址、地址是递增还是递减及要传送的总,字节数等，,CPU,也可以读取,DMA,控制总线的状态。这时，,CPU,处于主控状态，而,DMA,控制器就和一般的,I/O,芯片一样，是系,统总线的从设备，这种工作方式称为从态方式。,（,2,）当,DMA,控制器取得总线控制权后，系统就完全在它的,控制下，使,I/O,设备和存储之间或存储器与存储器之间进行直,接的数据传送，这种工作方式称为主态方式。,8.2 8237A,的内部结构及引脚,8-2-1 8237A,的内部结构,8237A,的内部结构如图,8-1,所示，主要由时序与控制,逻辑、优先级编码电路、数据和地址缓冲器组、命令控,制逻辑和内部寄存器等组成。,8.2 8237A,的内部结构及引脚,图,8-1 8237A,的内部结构图,8.2 8237A,的内部结构及引脚,8-2-2 8237A,的引脚,8237A,采用双列直,插式，有,40,个引脚，其,引脚排列如图,8-2,所示,。,8.3 8237A,工作方式,8.3.1,单字节传送方式,在这种工作方式下，每进行一次,DMA,操作，只传送一个字节的数据。,8237A,每完成一个字节的传送，计数器便自动减,1,，地址寄存器的值加,1,或减,1,。接着，,8237A,释放系统总线，把控制权交还给,CPU,。但是,8237A,在释放总线后，会立即对,DREQ,端进行测试，一旦,DREQ,有效，则,8237A,会立即发送总线请求，在获得总线控制权后，又成为总线主模块而进行,DMA,传送。,特点：,一次,DMA,传送至传送,1,个字节的数据，占用,1,个总线周期，然后释放系统总线。因此，这种方式又被称为总线周期窃取方式。,8.3.2,块传送方式,在这种工作方式下，一旦开始传送，就会一个字节一,个字节的进行下去，直到把整个数据块全部传送完毕，才,交出系统总线控制权。,特点：,数据传输效率高，,DREQ,有效电平只要保持到,DACK,有效，就能传送完整批数据，但整个数据块传送期,间，,CPU,失去总线控制权，因而别的,DMA,请求也被禁止。,8.3.3,请求传送方式,这种工作方式每传送一个字节后，,8237A,都对,DREQ,端进行测试，询问其是否有效。如果检测到,DREQ,端变为无效电平，则立刻,“,挂起,”,，停止,DMA,传送，但并不释放系统总线，测试过程仍然进行。当检测到,DREQ,端变为有效电平时，就在原来的基础上继续进行传送。由于请求传送方式在传送完一个字节的数据之后就询问,DREQ,信号是否有效，故又称询问传送方式。,特点：,DREQ,信号一直有效时，则连续传送数据，只有当字节计数器由,1,减为,FFFFH,，或外部送来有效的信号，或,DREQ,变为无效时才结束,DMA,传送过程。,8.3.4,级联传送方式,在这种方式下，可以把,一片,8237A,（称为主片）和,几片,8237A,（称为从片）进,行级联，以便扩充,DMA,通道。,图,8-3,所示为二级,8237A,级联时的情况,图,8-3,二级,8237A,级联,8.4 8237A,内部寄存器功能及格式,8237A,的内部可编程寄存器主要有,10,个，如下表所示。,名 称,位数,数 量,功能,当前地址寄存器,16,4,（每通道一个）,保存在,DMA,传送期间的地址值，可读写,当前字节计数寄存器,16,4,（每通道一个）,寄存当前字节数，初始值比实际值少,1,，可读写,基地址寄存器,16,4,（每通道一个）,寄存当前地址寄存器的初始值，只能写,基字节数寄存器,16,4,（每通道一个）,保存相应通道当前字（节）数的计数器的初值,工作方式寄存器,8,4,（每通道一个）,寄存相应通道的方式控制字，由编程写入,命令寄存器,8,1,（,4,个通道共用一个）,寄存,CPU,发送的控制命令,状态寄存器,8,1,（,4,个通道共用一个）,存放,8237A,各通道的现行状态,请求寄存器,4,1,（每通道,1,位）,寄存各通道的,DMA,请求信号,屏蔽寄存器,4,1,（每通道,1,位）,用于选择允许或禁止各通道的,DMA,请求信号,暂存寄存器,8,1,（每通道,1,位）,暂存传输数据，仅用于存储器到存储器的传输,8.5 8237A,的编程及应用,8237A,进行初始化编程的步骤如下：,（,1,）输出主清除命令，使,8237A,处于复位状态，以接收新的命令；,（,2,）写入工作方式寄存器，以确定,8237A,工作方式和传送类型；,（,3,）写入命令寄存器，以控制,8237A,的工作；,（,4,）根据所选通道，输入相应通道当前地址寄存器和基地址寄存器的初始值；,（,5,）输入当前字节计数器和基字节寄存器的初始值；,（,6,）写入屏蔽寄存器；,（,7,）写入请求寄存器，便可由软件,DMA,传送。否则，经过（,1,）,（,6,）步编程后，由通道,DREQ,启动,DMA,传送过程。,【,例,8.1】,在某一个系统中，用一片,8237A,设计了,DMA,传输电路，,8237A,的基地址为,00H,。要求利用它的通道,0,，从外设（如磁盘）输入一个,1KB,的数据块，传送到内存中,6000H,开始的区域中，每传送一个字节，地址增,1,，采用数据块连续传送方式，禁止自动预置，外设的,DMA,请求信号,DREQ,和响应信号,DACK,均为高电平有效。初始化,8237A,的程序如下：,DMA EQU 00H,；,8237A,的基地址为,00H,；输出主清除命令,OUT DMA+0DH,，,AL,；发总清除命令,；将基地址,6000H,写入通道,0,基地址和当前地址寄存器，分两次进行,MOV AX,，,6000H,；基地址和当前地址寄存器,OUT DMA+00H,，,AL,；先写入低,8,位地址,MOV AL,，,AH,OUT DMA+00H,，,AL,；后写入高,8,位地址,；把要传送的总字节数,1K=400H,减,1,后，送到基字计数器和当前字计数器,MOV AX,，,0400H,；总字节数,DEC AX,；总字节数减,1,OUT DMA+01H,，,AL,；先写入字节数的低,8,位,MOV AL,，,AH,OUT DMA+01H,，,AL,；后写入字节数的高,8,位,；写入方式字：数据块传送，地址增量，禁止自动预置，写传送，选择通道,MOV AL,，,10000100B,；方式字,OUT DMA+0BH,，,AL,；写入方式字,；写入屏蔽字：通道,0,屏蔽位清,0,MOV AL,，,00H,；屏蔽字,OUT DMA+0AH,，,AL,；写入,8237A,；写入命令字：,DACK,和,DREQ,为高电平，固定优先级，非存储器间传送,MOV AL,，,10000000B,；命令字,OUT DMA+08H,，,AL,；写入,8237A,；写入请求字：通道,0,产生请求,MOV AL,，,04H,；请求字,OUT DMA+09H,，,AL,；将请求字写入,8237A,，用软件启动,8237A,3.8237A,的应用,在,PC/XT,机中，用一片,8237A-5,构成,DMA,控制电路形成,4,个,DMA,通道，提供数据宽度为,8,位的,DMA,传输。使用固定优先级，所以通道,0,的优先级最高，通道,3,最低。这,4,个,DMA,通道的功能分配如下：,通道,0,用于动态,RAM,的刷新,通道,1,为用户保留,通道,2,用于软盘,DMA,传送,通道,3,用于硬盘,DMA,传送,在,PC/XT,机进行软盘或硬盘,DMA,传输时，先要对,8237A-5,进行编程。下面是,ROM BIOS,中的一段程序，名为,DMA_SETUP,，位于首地址为,FEEC8H,的内存中。它被读软盘、写软盘和软盘校验程序等调用，用来向,8237A-5,输入所要读写数据的,20,位首地址和字计数器初始值。调用前要求的入口参数是：,AL=DMA,方式字（读,=46H,，写,=4AH,，校验,=42H,）。,DH=,要传送的扇区个数。每个扇区的字节数基数为,128,，实际由磁盘驱动器的规格而定，可能是,128,，,256,，,512,或,1024,个，也就是说可能是,128,的,1,，,2,，,4,，,8,倍，表示成,2,的,N,次方，,N,分别为,0,、,1,、,2,、,3,。,N,存放在磁盘基值区,DISK_BASE,的第,03,号单元中，可由它和,DH,中的扇区数计算出实际要传送的总字节数。,ES,：,BX=,所读写数据的内存首地址（段地址：偏移量）,DMA_SETUP PROC NEAR,PUSH CX,；保护,CX,的值,CLI,；关中断,OUT DMA+0CH,，,AL,；清除先,/,后触发器,PUSH AX,；延时，满足,8237A I/O,定时要求,POP AX,OUT DMA+0BH,，,AL,；将,AL,中的方式字写入方式寄存器,；计算,20,位物理地址，结果的最高,4,位放在,CH,中，低,16,位放入,AX,MOV AX,，,ES,；,AX,段基地址,MOV CL,，,4,；循环次数,ROL AX,，,CL,；,AX,循环左移,4,位,MOV CH,，,AL,；,AX,的低,8,位暂存入,CH,AND AL,，,0F0H,；,AX,的最低,4,位清零,MOV AL，AH,控制器进行编程，以确定通道的选择、数据传送的方式和类,8237A的基地址为00H,控制下，使I/O设备和存储之间或存储器与存储器之间进行直,由于请求传送方式在传送完一个字节的数据之后就询问DREQ信号是否有效，故又称询问传送方式。,将最高4位地址预置到页面寄存器中,寄存当前地址寄存器的初始值，只能写,这种工作方式每传送一个字节后，8237A都对DREQ端进行测试，询问其是否有效。,8237A进行初始化编程的步骤如下：,DMA EQU 00H ；,OUT DMA+00H，AL ；,OUT DMA+01H，AL ；,OUT DMA+0BH，AL ；,OUT DMA+01H，AL ；,将基地址6000H写入通道0基地址和当前地址寄存器，分两次进行,通道1 为用户保留,器，采用主频5MHz的8237A传送速度可达到1.,ADD AX,，,BX,；加上偏移量，形成,16,位地址（,A15A0,）,JNC RLL,；无进位，转移,INC CH,；有进位，最高,4,位加,1,。至此形成了,20,位物理地址，低,16,位在,；,AX,中，最高,4,位在,CH,的低,4,位中,RLL,：,PUSH AX,；保存,16,位起始地址,；将,16,位地址送到通道,2,基址和当前地址寄存器中,OUT DMA+4,，,AL,；先写低字节,MOV AL,，,AH,OUT DMA+4,，,AL,；后写高字节,；将最高,4,位地址预置到页面寄存器中,MOV AL,，,CH,；最高,4,位地址,AND AL,，,0FH,；截低,4,位,OUT 81H,，,AL,；置入页面寄存器（通道,2,，软盘,DMA,传送）,MOV AH,，,DH,；取传输的扇区数送,AH,SUB AL,，,AL,；,AL,清零后，使,AX=256,扇区数,SHR AX,，,1,；将,AX,内容除以,2,后，,AX=128,扇区数,；调用取软盘参数子程序，要求入口参数：,BX=,字节索引值（,03,号单元）,2,PUSH AX,；保存,AX,的值,MOV BX,，,6,；,BX=,字节索引值,2,CALL GET_PARM,；调用取参数子程序,保存相应通道当前字（节）数的计数器的初值,OUT DMA+0CH，AL ；,1】在某一个系统中，用一片8237A设计了DMA传输电路，8237A的基地址为00H。,寄存当前字节数，初始值比实际值少1，可读写,如果检测到DREQ端变为无效电平，则立刻“挂起”，停止DMA传送，但并不释放系统总线，测试过程仍然进行。,由于请求传送方式在传送完一个字节的数据之后就询问DREQ信号是否有效，故又称询问传送方式。,保存在DMA传送期间的地址值，可读写,因此，这种方式又被称为总线周期窃取方式。,寄存当前字节数，初始值比实际值少1，可读写,每个通道的DMA请求有不同的优先权，优先权可以是固定的，也可以是循环的。,当检测到DREQ端变为有效电平时，就在原来的基础上继续进行传送。,PUSH AX ；,寄存各通道的DMA请求信号,插式，有40个引脚，其,在PC/XT机进行软盘或硬盘DMA传输时，先要对8237A-5进行编程。,清除通道2（软盘DMA传送）的屏蔽位,将16位地址送到通道2基址和当前地址寄存器中,；调用后结果，,AH=N,，,N,可以是,0,，,1,，,2,或,3,，它表示所选软盘每扇区的字节数：,0,或,；,128,，,1,为,256,，,2,为,512,，,3,为,1024,MOV CL,，,AH,；基数值,N,由,AH,送,CL,POP AX,；弹出,“,128,扇区数,”,送,AX,SHL AX,，,CL,；左移后，,AXAXN,DEC AX,；传输总字节数减,1,PUSH AX,；保存此值（即基字计数值）,；将减,1,后的字节数送通道,2,基字和当前字计数器,OUT DMA+5,，,AL,；先送高字节,MOV AL,，,AH,OUT DMA+5,，,AL,；后送高字节,STI,；开中断,POP CX,；恢复计数值（基字计数值）,POP AX,；恢复低,16,位起始地址,；将基地址和基字计数器值相加，判别是否有进位，若有，表示超出,64K,，出错,；因为,DMA,传送过程中，页寄存器的值是不变的，,8237A,只允许在,64K,范围内变化,ADD AX,，,CX,；相加，根据结果建立进位位,CF,POP CX,；恢复进入子程序时保护的,CX,值,MOV AL,，,02H,OUT DMA+0AH,，,AL,；清除通道,2,（软盘,DMA,传送）的屏蔽位,RET,；返回，若,CF=1,，则,64K,溢出，应减少传送的扇区数，字组,；的传送要分块进行,DMA_SETUP ENDP,本章内容到此结束,谢谢各位,!,谢谢观看,