DMA直接内存存取原理

8237在DMA传送时有四种工作方式。

1. 单字节传送方式

这种方式一次只传送一个字节。数据传送后字节计数器减量，地址要相应修改（增量或减量取决于编程）。HRO变为无效，释放系统总线。若传送使字节数减为0，TC发生或者终结DMA传送，或重新初始化。

2．多字节传送方式

在这种传送方式下，8237由DREQ启动后就连续地传送数据，直至字节数计数器减到零产生TC（Terminal Count），或者由外部输入有效的EOP信号来终结DMA传送。

3．请求传送方式

在这种工作方式下，8237可以进行连续的数据传送。当出现以下三种情况之一时停止传送。

   1) 字节数计数器减到0，发生TC；

   2) 由外界送来一个有效的EOP信号；

   3) 外界的DREQ信号变为无效。

   当由于第三种情况使传送停下来时，8237释放总线，CPU可以继续操作。而8237的地址和字节数的中间值，可以保持在相应通道的现行地址和字节数寄存器中。只要外设准备好了要传送的新的数据，由DREQ再次有效就可以使传送继续下去。

4. 级连方式

　　这种方式用于通过级连以扩展通道的情况。第二级的HRQ和HLDA信号连到第一级的DREQ和DACK上，如图所示。

　　第二级各个芯片的有限权等级与所连的通道相对应。在这种工作情况下，第一级只起优先权网络的作用，除了由某一个二级的请求向CPU输出HRQ信号外，并不输出任何其他信号。实际的操作是由第二级的芯片完成。若有需要还可由第二级扩展到第三级等等。

　8237共有9类寄存器，分别是现行地址寄存器、现行字节数寄存器、基地址和基字节数寄存器、命令寄存器、模式寄存器、请求寄存器、屏蔽寄存器、状态寄存器、临时寄存器。

　　1. 现行地址寄存器

　 　每一个通道有一个16位的现行地址寄存器。在这个寄存器中保存着用于DMA传送的地址值，在每次传送后，这个寄存器的值自动增量或减量。这个寄存器的值 可由CPU写入或读出（分两次连续操作）。若编程为自动初始化，则在每次EOP后，将其初始值（即保持在基地址寄存器中的值）转入寄存器。

　　2. 现行字节数寄存器

　　每个通道有一个16位的现行字节数寄存器。它保持着要传送的字节数，在每次传送后此寄存器减量。当这个寄存器的值减为零时，TC将产生。这个寄存器的值在编程状态可由CPU读出和写入。在自动初始化情况下当EOP产生时，它的值可初始化到其始状态。

　　3. 基地址和基字节数寄存器

　　每个通道有一对16位的基地址和基字节数寄存器。它们存放着与现行寄存器相联系的初始值。在自动初始化情况下。这两个寄存器中的值，用来恢复相应的现行寄存器中的初始值。在编程状态，基寄存器与它们相应的现行寄存器是同时由CPU写入的。这些寄存器的内容不能读出。

4. 命令寄存器

　　这是一个8位的寄存器，用以控制8237的工作命令字的格式如图所示。

　　D0位用来规定是否工作在存储器到存储器传送方式。

　　D4位用来选择是固定优先权还是优先旋转。8237有两种优先权方式可供选择，一种是固定优先权，在这种方式下通道的优先权是固定的，通道0的优先权最高，通道3的优先权最低；另一种方式是优先权旋转，在这种方式下刚服务过的通道的优先权变为最低，其他通道的优先权也作相应的旋转，如下图所示。

　　命令寄存器可由CPU写入进行编程，复位信号使其清零。

5. 模式寄存器

   每个通道有一对8位的模式寄存器以规定通道的工作模式，如图所示。

   在编程时用最低两位来选择写入哪个通道的模式寄存器。

   最高两位（D7、D6）规定了四种工作模式中的某一种，D3、D2两位规定是DM读还是DMA写或是校验操作。

   D5位用于规定地址是增量修改还是减量修改。

   D4位规定是否允许自动初始化。若工作在自动初始化方式，则每当产生EOP信号时（不论是由内部的TC产生或是由外界产生）都是基地址寄存器和基字节数寄 存器的内容，使相应的现行寄存器恢复初始值。而现行寄存器和基寄存器的内容，是由CPU编程时同时写入的，但在DMA传送过程中，现行寄存器的内容是不断 修改的，而基寄存器的内容则维持不变（除非重新编程）。在自动初始化以后通道就做好了进行另一次DMA传送的准备。

6. 请求寄存器

8237的每个通道有一条硬件的DREQ请求线，当工作在数据块传送方式时，也可以由软件发出DREQ请求。所以，在8237中有一种请求寄存器，如图5-10所示。

每个通道的软件请求可以分别设置。软件请求是非屏蔽的，它们的优先权同样受优先权逻辑的控制。

软件请求位由TC或外部的EOP复位。Reset信号使整个寄存器清除。

只有在数据块传送方式，才允许使用软件请求，若用于储存器到储存器传送，则0通道必须用软件请求，以启动传送过程。

7. 屏蔽寄存器

　　每个通道外设通过DREQ发出的请求，可以单独地屏蔽或允许，所以在8237中有一个屏蔽寄存器，如图所示。

　　在Reset信号作用后，四个通道全置于屏蔽状态，所以，必须在编程时，根据需要复位屏蔽位。当某一个通道进行DMA传送后，产生EOP信号，如果不是工作在自动初始化方式，则这一通道的屏蔽位置位，必须再次编程为允许，才能进行下一次的DMA传送。

　　也可以用如图(b)所示的格式，在一个命令字中对4个通道的屏蔽情况进行编程。

8. 状态寄存器

　　8237中有一个可由CPU读取的状态寄存器，如图所示。

　　状态寄存器中的低4位，反映了在读命令这个瞬间，每个通道的字节数是否已减到零。高4位反映每个通道的请求情况。

9. 临时寄存器

  　　在存储器到存储器的传送方式下，临时寄存器保存从源单元读出的数据，又由它写入至目的单元。在传送完成时，它保留传送的最后一个字节，此字节可由CPU读出。Ready信号使其复位。

　　如上所术，8237内部存寄存器可以分成两大类，一类是通道寄存器，即每个通道都有的现行地址寄存器，现行字节数寄存器和基地址及基字节数寄存器；另一类是控制和状态寄存器。这些寄存器是由最低4位地址A3-A0以及读写命令来区分的。

　　通道寄存器的寻址格式

　　控制和状态寄存器的寻址如下表所示。