Serielle Schnittstelle, USB, SPI, I2C, 1-Wire (PDF) - Netzmafia

8 1 Parallele Schnittstellen
Direktspeicherzugriff (DMA = Direct Memory Access):
Beim DMA steuert die E/A-Schnittstelle den Transfer nach Anstoß durch die CPU selbstständig
und ohne Zuhilfenahme der CPU Datentransport zwischen Speicher und Peripherie unter Umgehung
der CPU. Selbst, wen die CPU in dieser Zeit nichts anderes tut, ist ein wesentlich schnellerer
Datentransport möglich (weitgehender Wegfall der Verwaltungsarbeit). Daher ist DMA für den
schnellen Transfer großer Datenmengen besonders geeignet. Zum Anstoßen des DMA-Transfers
übermittelt die CPU der DMA-Schnittstelle:
• die Anfangsadresse (im Arbeitsspeicher) des zu übertragenden Datenblocks
• die Länge des zu übertragenden Datenblocks
• Gegebenenfalls muss noch, wie beim programmierten Transfer, das EASR entsprechend geladen
werden Initialisierung der Schnittstelle.
Die DMA-Schnittstelle benötigt zwei weitere Register, das E/A-Adreßregister (EAAR) und den
E/A-Blocklängenzähler (EAZR). Es ergibt sich eine Konfiguration wie in Bild 1.2.
Bild 1.2: Prinzipieller Aufbau einer DMA-Schnittstelle
Der Ablauf eines DMA-Transfers besteht aus drei Schritten:
1. Initialisieren der DMA-Schnittstelle
2. Bus-Freigabe-Anforderung an die CPU (DMA-Request)
3. CPU bestätigt Bus-Freigabe (DMA-Acknowledge) (Die Bus-Freigabe der CPU geschieht durch
Umschalten der Bustreiber-Ausgänge in den hochohmigen Zustand)
Nun bedient die DMA-Schnittstelle den Adress-, Daten- und Steuerbus auf die gleiche Art und
Weise, wie die CPU. Der Inhalt des EAAR wird an den Adressbus gelegt und die für die Speichersteuerung
notwendigen Signale auf den Steuerbus. Das EADR wird mit dem Datenbus verbunden
(Bild 1.3).
Bild 1.3: Prinzipieller Ablauf des DMA-Zyklus
Unterbrechungsgesteuerter E/A-Transfer:
Die E/A-Befehlsfolge wird durch einen von der E/A-Schnittstelle ausgelösten Interrupt gestartet.
Der Interrupt wird von der Schnittstelle abgesetzt, wenn ein Datenwort empfangen wurde und im
EADR steht (bzw. wenn ein Datenwort aus dem EADR abgeholt wurde). Die CPU braucht nicht in