Лекция "Прямой доступ к памяти"

Прямой доступ к памяти Прямой доступ к памяти (ПДП) – система для быстрой передачи данных между  памятью и периферийным устройством, минуя процессор. При этом МП освобождается от участия в обмене данными. ОЗУ связывается с МП  и с аппаратурой, руководящей обменом данных, разными шинами. Обмен данными  полностью управляется с помощью аппаратных средств. Инициатором обмена данными  является ПУ, которое посылает запрос об обмене данными на флажок запроса ПДП.  Флажок запроса активизирует блок ПДП. Блок ПДП посылает в память сигнал чтения  или записи и определяет ячейку ОЗУ, с которой начнется обмен данными. Блок ПДП  посылает эти сигналы, после того, как получит от МП сигнал подтверждения. Регистр  данных передает данные из ОЗУ в ПУ и из ПУ в ОЗУ. При ПДП процессор  освобождается от управления операциями ввода ­ вывода и может параллельно  выполнять основную программу. ПДП обеспечивает более высокое быстродействие и  более высокую производительность работы ЭВМ.  Прямым доступом к памяти управляет контроллер ПДП, который выполняет  следующие функции: используемой при передаче. 1. Управление инициируемой процессором или ПУ передачей данных между ОП и ПУ. 2. Задание размера блока данных, который подлежит передаче, и области памяти,  3. Формирование адресов ячеек ОП, участвующих в передаче. 4. Подсчет числа переданных единиц данных (байт или слов) и определение момента  завершения операции ввода­вывода. Указанные функции реализуются контроллером ПДП с помощью одного или  нескольких буферных регистров, регистра – счетчика текущего адреса данных и регистра – счетчика подлежащих передаче данных. При инициировании операции ввода­вывода в счетчик подлежащих передаче данных  заносится размер передаваемого блока (число байт или слов), а в счетчик текущего адреса ­ начальный адрес области памяти, используемой при передаче. При передаче каждого байта содержимое счетчика адреса увеличивается на 1, при этом формируется адрес очередной  ячейки памяти, участвующей в передаче. Одновременно уменьшается на 1 содержимое  счетчика подлежащих передаче данных; обнуление этого счетчика указывает на завершение передачи. В компьютерах, совместимых с IBM PC и PC/XT, для организации прямого доступа в  память используется одна 4­канальная микросхема 8237, канал 0 которой предназначен  для регенерации динамической памяти. Каналы 2 и 3 предназначены для управления вы­ сокоскоростной передачей данных между дисководами гибких дисков, винчестером и  оперативной памятью соответственно. Только канал 1 доступен для дополнительного  оборудования. IBM  РС/АТ  –  совместимые   компьютеры  имеют   уже  7  каналов  прямого  доступа   к памяти. В первых компьютерах это достигалось каскадным включением двух микросхем 8237, как и в случае контроллеров прерываний. Поскольку прямой обмен данными между оперативной   памятью   и   периферийными   устройствами   в   IBM   PC­совместимых компьютерах имеет некоторые существенные ограничения (в том числе и по скорости), то в PC/AT задействован только канал 2 – для обмена с приводом флоппи­диска. Заметим, что для первых четырех каналов ПДП  (0–3) передача данных осуществляется побайтно, а для каналов 5–7 – 16­ разрядными словами.Контроллер ПДП обычно имеет более высокий приоритет в занятии цикла обращения к памяти по сравнению с процессором.  Управление  памятью переходит к контроллеру ПДП, как только завершается цикл обращения к памяти для текущей команды процессора. Прямой доступ к памяти обеспечивает высокую скорость обмена данными за счет того, что управление обменом производится не программными, а аппаратными средствами