微机接口技术第四章DMA技术.pdf

北京化工大学BUCT信息科学与技术学院本科课程教学CSE32502E

微机接口技术
INTERFACETECHNOLOGYOF
MICROCOMPUTERSYSTEMS

本科2009级

主讲教师:韩阳
Michael
2012-3-13
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VERSIONCSE32502E200901-0304COPYRIGHT©2009CSE&MIC2012.2.13.ALLRIGHTSRESERVED
第四章DMA技术

本章主要内容

4.1DMA传送的特点
4.2DMA传送的过程
4.3DMA传送的方式
4.4DMA控制器
4.5DMA系统

4.6DMA传送的应用2
4.1DMA传送的特点
DMA(DirectMemoryAccess)的概念
DMA方式不用处理器干预,完成存储器与I/O
间、存储器与存储器间的数据传送。
DMA期间系统总线由DMA控制器模块控制(驱
动)。
DMA控制器模块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。

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4.1DMA传送的特点

DMA传送方式实现：
存储器与外设、外设与外设、存储器与

存储器之间直接交换数据，不需经过CPU的
累加器中转，在传送过程中，不需CPU控制，
由DMA控制器负责对DMA传送的全过程控
制。

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4.1DMA方式的特点

DMA方式是一种由专门的硬件电路执行
I/O的数据传送方式，它可以让外设与外设之
间、外设与内存之间直接进行高速的数据传
送，而不必经过CPU。这种专门的硬件电路
称为DMA控制器，简称DMAC。

优点：简化了CPU对输入/输出的控制，传送速率很高。
缺点：需要设置DMA控制器，硬件开销大。
适用于：高速大批量数据传送。

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4.3DMA传送的方式

一.DMA操作类型
}读：从存储器读出
数据传送：DMA
DMA写：向存储器写入

数据校验：过程同于发送，但不发读写控制信号。

数据检索：在指定的内存区域内查找数据。

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4.3DMA传送的方式

二.DMA操作方式

单字节方式：每次DMA操作仅传送一个字节

连续方式：每次DMA操作针对一个数据块

请求方式：外部有DMA请求时，DMA才占用总
线，实现块操作。

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4.4DMA控制器（DMAC）—8237A-5

一.DMA控制器在系统中的地位

1.DMA控制器的两种工作状态

1)被动态（DMA空闲周期）——
CPU控制总线，DMAC接受CPU对它的控制和指挥

2)主动态（DMA有效周期）——
DMAC取得总线控制权，向存储器和外设发号施令
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4.4DMA控制器
二.总线控制权在DMA控制器与CPU之间的转移

①DREQ②HRQ③HLDA④DACK
I/ODMACPUDMAI/O
R/W
（总裁）
经判优及经总线裁决后认可，
由被动态
屏蔽处理进入总线保持状态，
后进入主动RAM
CPU失去总线控制
态
权

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4.4DMA控制器
三.DMA控制器8237A-5
1.特点：

（1）四个独立通道（可对4个I/O设备进行DMA服务），每
个通道均有64KB寻址与计数能力
（2）DMA数据传输率1.5MB/s
（3）有级联方式和多种操作模式
（4）DMA通道可屏蔽控制，可编程DMA通道的优先级顺序

2.Intel8237A可编程DMA控制器框图

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4.4DMA控制器

8237A组成说明：

8237A有四个独立通道。

每个通道都有各自的4个寄存器：16位基地址REG，16位
当前地址REG；16位基字节计数器，16位当前字节计数器。

四个通道共用的寄存器：工作方式寄存器、命令寄存器、
状态寄存器、屏蔽寄存器，请求标志寄存器及暂存寄存
器，各寄存器均为8位。

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4.4DMA控制器

8237A-5的外部特性：P162
DB7-DB0：双向数据总线。
8237A为从模块时为数据线：
被动态：被处理器编程或读状态，传输数据或命令字。
主动态：8237A为主模块时为地址和数据分时复用线：
地址线：访问存储器的高8位地址A15-A8，
数据线：在存储器到存储器传送操作时，经
DB7-DB0，将存储器数据送8237A暂存器。

READY：输入，准备就绪，高电平有效。主模块时控制总线
周期的长度，与慢速设备同步。

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4.4DMA控制器8237A-5最多提供16位地址线：
A0~7：低8位
A3-A0：地址线，双向。DB0~7：高8位
8237A为从模块时为输入，处理器寻址8237A；
8237A为主模块时输出20位存储器地址的低4位地址。

A7-A4：地址线，单向。主模块时输出20位存储器地址的低8位
的高4位地址A7-A4