Nascom Journal

der Datenblock vollständig übertragen wurde, unabhängig von RDY. Hier muß eine kleine Einschränkung beim Benutzen von dynamischen Rams gemacht werden. Da die Speicherzellen bei Drams alle 2 msec aufgefrischt werden müssen, darf die CPU nicht länger angehalten werden.

Eine Besonderheit des Z80-DMA stellt seine Eigenschaft dar, durch entsprechende Programmierung das Timing-Verhalten bei Zugriffen auf die Ports zu manipulieren. Das READ/​WRITE-Timing kann den Zugriffszeiten der Speicher und I/O-Bausteine angepaßt werden. Eine Optimierung der Datenübertragung ist damit zu erreichen. Die CPU benötigt für Speicherzugriffe 3 und für I/O-Zugriffe 4 Taktzyklen. Nach dem RESET weist der DMA gleiches Timing-Verhalten auf. Die Schreib/​Lese-Zyklen sind durch Programmierung des DMA auf 2-4 Taktzyklen einstellbar. Bei den heute üblichen Rams mit Zugriffszeiten von 200 nsec sind Zugriffe mit 2 Taktzyklen ausreichend. Bei Zugriffen auf Z80-I/O-Bausteine ist das Standard-Timing einzustellen, da sie für dieses Verhalten ausgelegt sind. Über WAIT kann natürlich der Zugriff auf extrem langsame Hardware beliebig verlängert werden. Der DMA kann maximale Datenübertragungsraten von 1 MHz und Suchraten von 2 MHz in der Z80A-Version erreichen.

Eine weitere Eigenschaft ist die Option „Auto Restart“. Der DMA wird nach der Übertragung eines Blocks veranlaßt, die Port-Startadressen und den Blockcounter zurückzusetzen. Der DMA kann ohne Belastung der CPU seine Arbeit erneut aufnehmen. Dies ist für Operationen notwendig, die zyklisch wiederholt werden müssen, wie z.B. der Bildschirmspeicherrefresh. Beim Suchen wird während des Vergleichs bereits das nächste Byte gelesen (Pipeline-Architektur).

2) Programmbeispiele

Zum Schluß soll nun die Programmierung des DMA anhand von Programmbeispielen gezeigt werden. Das Programm 1 (COPY) zeigt, wie Speicherbereiche kopiert werden, Programm 2 (SEARCH) die Suche nach einem Byte und Programm 3 (TRASEA) wird genauer besprochen, da in diesem Programm fast alle Optionen, die der DMA anbietet, realisiert sind. Es sei folgende Problemstellung gegeben: Der DMA soll von einem Peripherie-Baustein (Input) Daten blockweise (256 Bytes) in den Hauptspeicher laden, bis die „End of Transmission“ Marke erreicht wird. Der CPU wird über Interrupt mitgeteilt, wann ein Block gelesen oder die EOT-Marke erreicht wurde. Das Programm TRASEA wird vom Hauptprogramm aufgerufen und initialisiert den DMA durch Steuerworte. Der DMA wird wie ein I/O-Baustein über eine 8-Bit-Adresse angesprochen.

Der DMA verfügt über insgesamt 27 WRITE-Register, die in je 7 Hauptregister (WR0 – WR6) eingeteilt sind, denen insgesamt 14 weitere WRITE-Register untergeordnet sind. In TRASEA werden am Anfang die Register in den Stack gerettet, anschließend die Interruptvektoren geladen und über den OTIR-Befehl die Steuerworte in der Kommandotabelle 3 zum DMA ausgegeben. Die CPU kehrt dann ins aufrufende Programm zurück, währen der DMA simultan dazu seine Arbeit aufnimmt. In der Kommandotabelle sind nun sämtliche Steuerworte abgelegt, mit denen der DMA programmiert wird. Sie beginnt immer mit einem „RESET DMA“ , um den DMA in einen definierten Ausgangszustand zu setzen. In WR0 wird die Funktionsart festgelegt, hier: Übertragung/​Suche von Port A nach Port B. Als nächstes folgen die Startadresse von Port A und der Blocklängenzähler. Im Beispiel steht für Port A die Input-Adresse 000BH und die Blocklänge 00FFH. Für die Adresse von Port A wäre ausreichend, nur 0BH anzugeben. Unter Umständen kann aber beim Auslesen vom Port-A-Counter das High Order Byte einen falschen Wert aufweisen. WR1 legt nun das Verhalten von Port A fest. Hier wird Port A durch eine 1 in Bit 3 als I/O definiert. Die Bits 4 und 5 legen fest, ob der Port-Counter incrementiert oder decrementiert wird oder einen festen Wert erhält (I/O: Adresse fest). Bit 6 auf 0 setzt das Timing von Port A in den Standardzustand. Analog wie WR1 bezieht sich WR2 auf Port B. Port B wird in WR2 definiert als Memory, der Port-Counter wird incrementiert, und durch Bit 6 auf 1 weiß der DMA, daß durch das folgende Byte das Timing von Port B programmiert wird. In diesem Byte wird festgelegt, daß Port B immer mit 2 Taktzyklen auf den Speicher zugreift. In WR3 folgt das „Match-Byte“ , nach dem gesucht werden soll. WR4 legt die Betriebsart fest (hier Byte Mode) und gibt an, ob die Startadresse von Port B, der Interruptvektor und die Interrupt-Kontrollregister folgen. Nach WR4 wird nun die Port-B-Adresse ausgegeben (hier 4000H, d.h. ab der Adresse 4000H werden die eingelesenen Daten abgespeichert), gefolgt vom Interrupt-Kontrollregister, das definiert, bei welchen Bedingungen ein Interrupt erzeugt wird. Hier wird