电子科技大学,计算机组成原理5io系统-5-dma.ppt

第五节 DMA方式及接口5.5.1 DMA基本概念 1、定义 DMA方式是这样一种方式,即直接依靠硬件在主存与I/O设 备之间进行直接的数据传送,传送期间不需CPU干预，传送结束后通常用中断方式告知CPU2、特点与应用特点： ü 响应随机请求 ü 一般不影响CPU程序执行状态，仅占用总线无程序切换ü 简单的数据传送主要应用： ü 主存与高速I/O设备之间的简单数据传送ü 大批量数据采集系统ü 动态存储器刷新3、单字传送方式与成组传送（1）单字传送方式DMA请求获批准后，CPU让出一个总线周期用于字 或字节的DMA，再交回并重新判断下一总线控制权，也称为周期窃取或挪用 （2）成组连续传送方式DMA被批准后，连续占用若干总线周期，成组连续 批量传送，结束后将控制权交还给CPU4、硬件组织DMA方式实现I/O设备与主存数据直传时，应指明：传送方向、设备寻址信息、主存缓冲区首址和交换量等早期：由CPU和DMA接口协同控制 现代：设置专用的DMA控制器5、程序准备（DMA初始化）步骤： ü 向接口送出I/O设备的寻址信息 ü 向DMA控制器送出控制字，如传送方向 ü 向DMA控制器送出主存缓冲区首址 ü 向DMA控制器送出交换量5.5.2 DMA控制器与接口的连接系统总线CPU MDMA 控制器接口接口I/OI/O 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。

系统总线CPU MDMA 控制器接口接口I/OI/O1.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5.5.5 磁盘存储器接口系统总线CPU MDMA 控制器硬盘适配器硬盘驱动器两级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.硬盘适配器粗框处理机接口智能主控器驱动器接口系统总线硬盘驱动器I/O端口控制逻辑输入通道320H输出通道320H状态缓冲器321H驱动器类型状态 寄存器322HDMA、中断屏蔽 寄存器323HZ-80RAM 1KROM 4KDMA控制器温盘控制器编码器锁相 电路驱动器控 制电路温盘状态 缓冲器串行读写数据处理机接口智能主控器驱动器接口系统总线温盘驱动器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)处理机接口智能主控器驱动器接口系统总线硬盘驱动器接收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： 存放硬盘控制程序处理机接口智能主控器驱动器接口系统总线硬盘驱动器（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……)传送串行数据系统总线CPU MDMA 控制器硬盘适配器硬盘驱动器(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：主控 RAM空一扇区）,提出DMA请求。

4)CPU响应，由DMA控制器控制总线，实现传送5)批量传送完毕，适配器申请中断6)CPU响应，作善后处理本章作业：教材P307页第14题。