Прямой доступ к памяти. Ввод информации. Аппаратное и программное обеспечение.

Прямой доступ к памяти (ПДП, DMA) — это режим, при котором обмен по системной шине идет без участия процессора. Внешнее устройство, требующее обслуживания, сигнализирует процессору, что режим ПДП необходим, в ответ на это процессор заканчивает выполнение текущей команды и отключается от всех шин, сигнализируя запросившему устройству, что обмен в режиме ПДП можно начинать.

 

Рис. Обслуживание ПДП.

 

Рис. Прямой доступ с прямым и косвенным обращением

 

ПДП предполагает наличие на системной шине дополнительного модуля — контроллера прямого доступа к памяти (КПДП), способного брать на себя функции ЦП по управлению системной шиной и обеспечивать прямую пересылку информации между ОП и ВУ, без участия центрального процессора. В сущности, КПДП - это и есть модуль ввода/вывода, реализующий режим прямого доступа к памяти.

Если ЦП желает прочитать или записать блок данных, он прежде всего должен поместить в КПДП информацию, характеризующую предстоящее действие. Этот процесс называется инициализацией КПДП и включает в себя занесение в контроллер следующих четырех параметров:

- вида запроса (чтение или запись);

- адреса устройства ввода/вывода;

- адреса начальной ячейки блока памяти, откуда будет извлекаться или куда будет

вводиться информация;

- количества слов, подлежащих чтению или записи.

Прямой доступ к памяти. Вывод информации. Аппаратное и программное обеспечение.

Когда пересылаются большие объемы данных, требуется более эффективный способ ввода/вывода - прямой доступ к памяти (ПДП). ПДП предполагает наличие на системной шине дополнительного модуля — контроллера прямого доступа к памяти (КПДП), способного брать на себя функции ЦП по управлению системной шиной и обеспечивать прямую пересылку информации между ОП и ВУ, без участия центрального процессора.

Если ЦП желает прочитать или записать блок данных, он прежде всего должен поместить в КПДП информацию, характеризующую предстоящее действие. Этот процесс называется инициализацией КПДП и включает в себя занесение в контроллер следующих четырех параметров:

• вида запроса (чтение или запись);
• адреса устройства ввода/вывода;
• адреса начальной ячейки блока памяти, откуда будет извлекаться или куда будет вводиться информация;
• количества слов, подлежащих чтению или записи.

Общий алгоритм ПДП.

Для осуществления прямого доступа к памяти контроллер должен выполнить ряд последовательных операций:

• принять запрос (DREQ) от устройства ввода-вывода;
• сформировать запрос (HRQ) в процессор на захват шины;
• принять сигнал (HLDA), подтверждающий захват шины;
• сформировать сигнал (DACK), сообщающий устройству о начале обмена данными;
• выдать адрес ячейки памяти, предназначенной для обмена;
• выработать сигналы (MEMR, IOW или MEMW, IOR), обеспечивающие управление обменом;
• по окончании цикла DMA либо повторить цикл DMA, изменив адрес, либо прекратить цикл.

Подробнее:

После инициализации процесс пересылки информации может быть начат в любой момент. Инициаторами обмена вправе выступать как ЦП, так и ВУ.

1. Устройство, желающее начать В/ВЫВ, извещает об этом контроллер подачей соответствующего сигнала.
2. Получив такой сигнал, КПДП выдает в ЦП сигнал “ Запрос ПДП ”.
3. В ответ ЦП освобождает шины адреса и данных, а также те линии шины управления, по которым передаются сигналы, управляющие операциями на шине адреса (ША) и шине данных (ШД).
4. Далее ЦП отвечает контроллеру сигналом «Подтверждение ПДП», который для последнего означает, что ему делегированы права на управление системной шиной и можно приступать к пересылке данных.
5. Процесс пересылки каждого слова блока состоит из двух этапов.

1. При выполнении операции чтения (ОП -> ВУ) на первом этапе КПДП выставляет на шину адреса содержимое РА (адрес текущей ячейки ОП) и формирует сигнал ЧтЗУ. Считанное из ячейки ОП слово помещается на шину данных. На втором этапе КПДП выставляет на Ш А адрес устройства вывода и формирует сигнал Выв, который обеспечивает передачу слова с шины данных в ВУ.
2. При выполнении операции записи (ВУ -> ОП) КПДП сначала выдает на шину данных адрес устройства ввода и формирует сигнал Вв, по которому введенные данные поступают на шину данных. На втором этапе КПДП помещает на ША адрес ячейки ОП, куда должны быть занесены данные, и выдает сигнал ЗпЗУ. Этим сигналом информация с ШД записывается в ячейку ОП.
3. Как при чтении, так и при записи происходит буферизация пересылаемого слова в регистре данных (РД) контроллера. Это необходимо для компенсации различий в скорости работы ОП и ВУ, в силу чего сигналы Выв и Вв формируются контроллером лишь при получении от ВУ подтверждения о готовности. Буферизация сводится к тому, что после первого этапа слово с ШД заносится в РД, а перед вторым — возвращается,из РД на шину данных.
1. После пересылки каждого слова логика управления прибавляет единицу к содержимому РА (формирует адрес следующей ячейки ОП) и уменьшает на единицу содержимое СД (ведет подсчет переданных слов).
2. Когда пересылка завершена (при нулевом значении в СД), КПДП снимает сигнал «Запрос ПДП», в ответ на что ЦП снимает сигнал «Подтверждение ПДП» и вновь берет на себя управление системной шиной, то есть ЦП вовлечен в процесс ввода/вывода только в начале и конце передачи.

12. (!)Клавиатура. Аппаратное и программное обеспечение.

непонятная хрень с лекций ^

http://ofap.ulstu.ru/res/REFER_BOOK_MK48&MK51/keybrd.htm