Прямой доступ к памяти.

Для быстрого «ввода-вывода» блоков данных и разгрузки микропроцессора от управления операциями «ввода-вывода» используется прямой доступ к памяти – способо обмена данными, обеспечивающий автономно от процессора установление связи и передачу данных между оперативной памятью и периферийным устройством.

Структурные схемы построения операций ПДкП.

А)

Б)

Прямой доступ к памяти освобождает микропроцессор от управления операциями «ввода-вывода» и позволяет осуществить параллельно во времени, выполнение микропроцессором программы обмена данных между ОП и ПУ, производить этот обмен со скоростью ограничиваемой только пропускной способности ОП или ПУ.

Прямым доступом к памяти управляет контроллер ПДП, выполняющий следующие функции:

1. управление, инициирование микропроцессором или периферийным устройством передачи данных между ОП и ПУ.

2. задание размера блока данных, которой подлежит передаче обл-ти памяти, используемой при передачи.

3. формирование адресов ячеек ОП, участвующих в передаче.

4. Подсчет числа единиц данных передаваемых в ОП или ПУ и определение момента завершения заданной операции «ввода-вывода».

Структурная схема контроллеров ПДП.

Указанные функции реализация контроллером ПДП с помощью одного или нескольких буферных регистров, регистра счетчика текущего адреса данных (PrТАД) и счетчика текущих данных (ТСЧД).

При инициировании операции «ввода-вывода» в ТСЧД заносятся размер подлежащего передаче блока данных, а в PrТАД начальный адрес области памяти используемый при передачи.

При передачи каждого байта содержимое PrТАД увеличивается на 1, при этом формируется адрес очередной ячейки памяти, участвующей в обмене.

Одновременно уменьшается на 1, содержимое ТСЧД.

Обнуление ТСЧД указывает на завершение передачи данных. Контроллер ПДП обычно имеет более высокий приоритет в занятии цикла памяти по сравнению с микропроцессором. Управление памятью переходит к контроллеру ПДП как только завершится цикл ее работы, выполняемый для текущей команды микропроцессором.

Буферы данных.

В организации систем ввода-вывода важное место занимают буферы данных, которые располагаются в канале ввода-вывода, и через которые протекает информация от памяти к внешнему устройству или наоборот.

Буферы данных выполняют функции:

1. согласование форматов данных, с которыми работают передающие и принимающие информацию устройства

2. согласование скоростей работы передающего и принимающего устройства

3. виртуальное изменение количественных и качественных характеристик ПУ

схема

буферы данных связывают перифирийное устройство с памятью ЭВМ. Независимо от направления передачи данных в сторону буфера, обращенную к памяти ЭВМ назовем внутренней, а сторону обращенную к ПУ- внешней.

Так как буфер выполняет преобразование форматов данных с некоторым коэффициентом преобразования, то коэффициент определяется следующим выражением согласно рисунку сверху.

Схема

На рисунке представлена структура буфера с коэффициентом преобразования форматов к_ф=4, принимающего поток байт от ПУ и передающего 4хбайтные слова в ОП. Структура буфера позволяет представить функционирование буферного регистра РгСИ в каналах ввода-вывода. Каждый поступивший с шины интерфейса в буфер байт сопровождается сигналом, подаваемым на вход счетчика числа байт СчБ, который переходя из одного состояния в другое последовательно открывает группы вентилей, пропускающих байты в соответствующие позиции РгСИ. При поступлении 4го байта в РгСИ завершается формирование 4хбайтного слова и СчБ переходит в нулевое состояние. Одновременно формируется сигнал запроса на передачу слова в ОП.