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第13章直接存储器存取及DMA控制IO.docx

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第13章 直接存储器存取及DMA控制I/O 罗文坚 中国科大 计算机学院 /~wjluo/mcps/ 本章内容 基本DMA操作 8237A DMA控制器 共享总线操作 磁盘存储系统 视频显示器 DMA简介 DMA(Direct Memory Access):直接存储器存取 DMA允许数据在存储器和I/O设备之间传输,该速率仅受系统中存储器器件或DMA控制器的速度限制。 在当前高速RAM存储器件的支持下,DMA传输速率可达33~150MB/s。 DMA的用途很多,常见的是:DRAM刷新,视频显示刷新屏幕,磁盘存储器系统读写,高速存储器与存储器之间的数据传输。 微处理器的HOLD和HLDA时序 在基于微处理器的系统中,有两个控制信号用于请求和响应DMA传输。 HOLD、HOLDA HOLD和HOLDA的典型时序图: 基本DMA定义 DMA读:数据从存储器到I/O设备。 DMA写:数据从I/O设备到存储器。 在DMA读写操作中,存储器和I/O设备均被控制,这也是系统包含独立的存储器与I/O控制信号的原因。 DMA读使得MRDC#和IOWC#同时被激活。 DMA写使得MWTC#和IORC#同时被激活。 除8086/8088系统外,Intel系列所有微处理器都具有这些控制总线信号。 8086/8088需要用系统控制器或相似电路来产生这些控制信号。 DMA环境中产生系统控制信号的电路 8086/8088系统 基本DMA定义 DMA控制器为存储器提供地址,以及用于选择I/O设备的DACK#信号。 数据传输速度有存储器件或DMA控制器的速度来决定。 如果存储器的速度为50ns,则DMA的速度最多为20MB. 如果DMA控制器以最大15MHz速率工作,且仍然使用50ns存储器,则最大传输速率为15MHz。 DMA的发展趋势 由于现代计算机系统的数据传输向串行数据传输方式转变,DMA变得不再那么重要了? PCI-Express总线是串行传输,其传输速率以超过DMA。 磁盘驱动的SATA接口采用串行传输,速率可达300Mbps。 主板上使用串行技术的部件,采用PCI Express连接时可达20Gbps的传输速率。 本章小结 基本DMA操作 DMA的基本定义,HOLD和HLDA的典型时序 作业 习题9。
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