第8章 可编程DMA控制器8237A,8.1 概述 8.2 8237A的内部结构与引脚 8.3 8237A的工作方式 8.4 8237A内部寄存器功能及格式 8.5 8237A的编程及应用,8.1 概述,8.1.1 8237A的主要功能 8237A是40引脚双列直插式高性能可编程DMA控制器。 主要功能如下： （1）有4个独立DMA通道，每个通道均可独立传送数据。 （2）每个通道DMA请求都可分别允许和禁止。 （3）每个通道均有64 KB寻址和计数能力。 （4）有4种DMA传送方式，分别为单字节传送、数据块传送、请求传送和级联传送方式。 （5）需要更多数据传送通道可把8237A级联。,8.1 概述,8.1.2 8237A的工作状态 8237A有主态方式和从态方式两种不同工作状态. DMA控制器未取得总线控制权时须由CPU对其进行编程，这时，CPU处于主控状态，DMA控制器和一般I/O芯片一样，是系统总线从设备，这种工作方式称为从态方式。 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设备和存储器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内部结构及引脚,8-2-1 8237A内部结构 8237A内部结构由时序与控制逻辑、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内部结构及引脚,8-2-2 8237A的引脚 8237A是40引脚的双列直插式器件，由于它既可做主模块又可做从模块，故其外部引脚设置也具有一定的特点。如它的I/O读写线和数据线是双向的，另外，还设置了存储器读/写线和16位地址输出线。这些都是其他I/O接口芯片所没有的。,8.3 8237A的工作方式,8.3.1 单字节传送方式 这种工作方式下，每进行一次DMA操作，只传送1 B数据。 8237A每完成1 B传送计数器便自动减1，地址寄存器值加1或减1。 当内部字节计数器由0减为FFFFH时，产生传输过程结束信号EOP，表示DMA传送过程结束。 这种方式的特点是一次DMA传送只传送1 B的数据，占用一个总线周期，然后释放系统总线。,8.3.2 数据块传送方式 该方式传送会一个字节一个字节进行下去，直到把整个数据块全部传送完毕才交出系统总线控制权。 外设准备好后，向8237A发DREQ信号，8237A收到该信号后向CPU发HRQ信号请求占用总线，CPU同意HRQ请求，向8237A发HLDA信号，然后8237A向外设发DACK信号开始DMA传送，直到整个数据块传送完毕。 每次DREQ有效后，若CPU响应其请求让出总线控制权给8237A，8237A进行DMA服务时，就会连续传送数据，只有当字节计数器计数由0减为FFFFH或外部送有效EOP信号时，才将总线控制权交给CPU，结束DMA服务。 该方式的特点是数据传输效率高。,8.3.3 请求传送方式 这种工作方式与数据块传送方式类似，不同点在于每传送1 B后，8237A都对DREQ端进行测试，询问其是否有效。 如检测到DREQ端变为无效电平，则停止DMA传送，但不释放系统总线，测试过程仍进行。 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。 这种方式的特点是DREQ信号一直有效时，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EOP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 在这种方式下可把一片8237A（主片）和 几片8237A（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。,8.4.1 当前地址寄存器,每个通道都有一个16位的当前地址寄存器，用于存放DMA传送的存储器当前地址值。每传送一个数据，地址值自动增1或减1，以指向下一个存储单元。在编程状态下，CPU可用输出指令对该寄存器写入初值，也可由输入指令读出该寄存器中的值，但每次只能读/写8位数据，故对该寄存器的读/写操作要分两次进行。若工作方式寄存器编程为自动预置操作，则当DMA传送结束，产生EOP信号后，8237A自动将基地址的值装入该寄存器中。,8.4.2 当前字节寄存器,每个通道都有一个16位长的当前字节计数寄存器，用来保存DMA传送的当前字节数。实际传送的字节数比编程写入的字节数大1。例如，编程的初始值为10，将传送11 B。每次传送以后，字节计数器减1。当其内容从0减1而到达FFFFH时，将产生终止计数TC脉冲输出终止计数。CPU访问它是以连续2 B对其读出或写入。在自动预置方式时，当EOP有效后，被重新预置成初始值；如果在非自动预置方式，这个计数器在终止计数之后将为FFFFH。,8.4.3 基地址寄存器,每个通道都有一个16位的基地址寄存器，用来存放对应通道当前地址寄存器的初值，CPU对DMA控制器编程设置地址初值时，同时写入基地址寄存器和当前地址寄存器，即两个寄存器有相同的写入端口地址，编程时写入相同的内容。但基地址寄存器的内容不能被CPU读出，也不能被修改。设置该寄存器的主要目的在于，当执行自动预置操作时，当前地址寄存器能恢复到初始值。,8.4.4 基字节寄存器,每个通道都有一个16位的基字节寄存器，用于存放对应通道当前字节计数器的初值，该值也是在CPU对8237A进行初始化编程时与当前字节计数器一起被写入的，且两者具有相同的写入端口，写入相同的内容。该寄存器的内容不会自动修改，也不能被CPU读出，它主要用于自动预置操作时使当前字节计数器恢复初值。,8.4.5 命令寄存器,8.4.6 工作方式寄存器,8.4.7 请求寄存器,8.4.8 屏蔽寄存器,（1）通道屏蔽字。,8.4.8 屏蔽寄存器,（2）主屏蔽字。,8.4.9 状态寄存器,8.4.10 暂存寄存器,暂存寄存器是一个8位的寄存器，在存储器至存储器传送期间，用来暂存从源地址单元读出的数据。当数据传送完成时，所传送的最后1 B数据可以由CPU读出。用RESET信号可以清除此暂存器。,8.4.11 软件命令,（1）主清除命令。 （2）清除字节指示器命令。 （3）清除屏蔽寄存器命令。,8.5 8237A的编程及应用,8.5.1 8237A主要寄存器端口地址分配 DMA传送前CPU要对8237A进行初始化编程。 每片8237A有4个地址选择线A3A0，占用16个连续端口地址，地址高4位为0。,8.5.2 8237A编程一般步骤 （1）发送主清除命令，使8237A复位。 （2）写工作方式寄存器。 （3）写命令寄存器。 （4）输入相应通道当前地址寄存器和基地址寄存器初值。 （5）输入当前字节计数器和基字节寄存器的初始值。 （6）写屏蔽寄存器。 （7）写请求寄存器。,【例8.1】利用通道1从外设输入54 KB的一个数据块，传送至5678H开始的存储区域（增量传送），采用块传送方式，传送完不自动初始化，外设的DREQ和DACK都为高电平有效。 已知8237A的端口地址为50H5FH。,初始化程序如下： OUT 5DH,AL ;主清除命令 MOV AL,78H ;基地址和当前地址的低8位 OUT 50H,AL MOV AL,56H ;基地址和当前地址的高8位 OUT 50H,AL MOV AL,00H ;基字节数和当前字节数低8位 OUT 51H,AL MOV AL,0D8H ;基字节数和当前字节数高8位 OUT 51H,AL MOV AL,85H ;模式控制字 OUT 5BH,AL MOV AL,01H ;屏蔽控制字，使通道1屏蔽位复位 MOV AL,0A0H ;命令字 OUT 58H,AL,8.5.3 8237A应用举例,8237A既能提供外设和存储器之间的DMA传输，也能进行存储器和存储器之间的DMA传输，但在PC/XT机的BIOS初始化系统时，将8237A的存储器和存储器间传送方式禁止了，因此只用它实现外设和内存间的高速数据交换。,本章小结 DMA控制器8237A有总线主模块和总线从模块两种不同的工作状态。 总线主模块下DMA控制器可直接控制系统总线。 8237A DMA控制器含有4个独立的DMA通道，可用来实现内存到接口、接口到内存及内存到内存之间的高速数据传送。,本章内容到此结束 谢谢各位 !,