[其他]設(shè)備控制器的接口裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85109274
• 申請日: 1985-12-23
• 公開（公告）號: CN85109274A
• 公開（公告）日: 1986-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃吉尼·彼得·格里蒂;吉坦德·庫馬·維
• 申請（專利權(quán)）人: 國際標(biāo)準(zhǔn)電氣公司
• 主分類號: G06F13/12
• 分類號: G06F13/12
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 姚珊

本發(fā)明涉及與直接存儲存取（DMA）控制器連用的一種裝置，特別是涉及這樣一種適合于切斷DMA控制器和與其相連的微型計算機(jī)之間正常通信的裝置。

自從數(shù)據(jù)通信問世以來，系統(tǒng)設(shè)計人員的一個主要任務(wù)就是如何有效地控制附加的外部設(shè)備。從歷史上看，這個任務(wù)一直是、并且仍然是很困難的，這不僅因為所用的外部設(shè)備多種多樣，例如工作臺、打印機(jī)或諸如此類的其他種種設(shè)備，還因為運行數(shù)據(jù)速率的多種多樣以及對這些設(shè)備的不同廠家的制作規(guī)格。由于所用微處理設(shè)備的多樣性，這個任務(wù)就更復(fù)雜了，大多數(shù)設(shè)備都不能直接與外部設(shè)備交換信息，因而需要某些形式的接口設(shè)備，使得在外部設(shè)備和控制數(shù)據(jù)流的微處理器之間能夠進(jìn)行通訊聯(lián)系。

對于這些困難的一個常用解決方案是，采用一個接口;它包括為控制一個特定的外部設(shè)備而設(shè)計的一套指令，即專用程序。另外，在微處理機(jī)裝置和接口之間引入例如隨機(jī)存取存貯器（RAM）這樣的數(shù)據(jù)存貯媒介。在操作中，微處理機(jī)裝置將通過其局部總線把一位信息傳送到存儲媒介。然后，微處理機(jī)再把這一位信息傳送到接口。而后再根據(jù)所存儲的程序，控制外部設(shè)備接受此信息。一旦完成位傳送，接口就詢問存儲媒介，或者變?yōu)殚e置，以獲得下一個要傳送來的信息。一旦信息已傳送到接口，存儲媒介就將包括有引起微處理機(jī)中斷的指令，而不管由它正在執(zhí)行的任務(wù)如何，從而去請求下一個信息。

這個傳送過程顯然很慢，而且效率很低。這樣，現(xiàn)在的系統(tǒng)一般都包括對于微處理機(jī)的擴(kuò)展寄存器，以提供大量信息，然后通過接口轉(zhuǎn)送到外部設(shè)備。這個技術(shù)所帶來的優(yōu)點是，提高了從存儲媒介到微處理機(jī)之間中斷的時間間隔。

但無論如何，大多數(shù)常用的系統(tǒng)還是經(jīng)常需要在微處理機(jī)和存儲媒介之間、沿著微處理機(jī)的局部總線傳送信息，也利用這同一個局部微處理機(jī)總線在存儲媒介和接口之間傳送信息。結(jié)果，除為要求進(jìn)一步的指示而中斷微處理機(jī)之外，在存貯媒介和設(shè)備接口之間數(shù)據(jù)實際傳送期間，微處理機(jī)還要被中斷，即脫離開對其局部總線的訪問。因此，微處理機(jī)不能經(jīng)常訪問其局部總線而使其在任意給定的時間控制多個外部設(shè)備。在這種設(shè)置下，接口獲得微處理機(jī)的局部總線之后，就直接訪問微處理機(jī)的存儲部分。我們把具有這種特性的接口恰當(dāng)?shù)胤Q之謂直接存儲存取（DMA）控制器。

對于這種低效設(shè)置的一種常用解決辦法是，為DMA控制器提供一附加的指令系統(tǒng)，與微處理機(jī)的指令區(qū)分開。這種方法排除了通常由微處理機(jī)所執(zhí)行的一些功能，因而提高了微處理機(jī)總體運行速度。然而現(xiàn)在，已經(jīng)把固定指令的程序存貯在存貯媒介之內(nèi)了，因而減少了可用于整個系統(tǒng)的存貯容量，提高了傳送量，這樣就限制了對微處理機(jī)總線的訪問。這一技術(shù)的內(nèi)在折中在于，增大了存貯媒介對微處理機(jī)提出的中斷與中斷之間的時間間隔，而減少了可用存貯區(qū)。但是若沒有這樣一個程序，DMA控制器通常幾乎只限于訪問存貯媒介中相鄰接的數(shù)據(jù)塊，并以由微處理機(jī)對它提供的一個地址起始。因此，一旦把該數(shù)據(jù)塊傳送出去之后，微處理機(jī)必須重新填充該數(shù)據(jù)塊，并向DMA控制器指出對于這個信息的地址和計數(shù)是什么，放在哪里。

普通DMA控制器的另一個主要問題是，對于每個正在處理的指定外部設(shè)備需要特定的控制指令。因此，通過把程序放入存儲媒介中，并且也可以把用于控制外部設(shè)備的具體的控制指令存貯在其中，這樣就可以不需要微處理機(jī)進(jìn)一步的操作了。遺憾的是，需要用存貯媒介的一些附加部分來放置這些具體的控制指令，而這些附加部分通常是用于存儲微處理機(jī)和外部設(shè)備之間要傳送的信息的。這樣，受下列四個基本不利情況中任何一個或多個的影響，在所能處理的外部設(shè)備的數(shù)目上，現(xiàn)在的控制器和與之相接口的微處理機(jī)都受到很大的限制。這些不利情況通常是指：總線等待時間，總線占用時間，中斷等待時間，以及中斷服務(wù)時間。