[發(fā)明專利]一種多數(shù)據(jù)流通道DMA系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102541780A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 鄭茳;肖佐楠;匡啟和;林雄鑫;張文婷
• 申請（專利權）人: 蘇州國芯科技有限公司
• 主分類號: G06F13/28
• 分類號: G06F13/28
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡

技術領域

本發(fā)明涉及DMA（直接存儲器存取）系統(tǒng)，尤其涉及一種應用于SOC芯片的多數(shù)據(jù)流通道DMA系統(tǒng)。

背景技術

目前，DMA（Direct?Memory?Access，直接存儲器存取）技術已廣泛應用于SOC芯片（System?on?Chip，稱為系統(tǒng)級芯片，也有稱片上系統(tǒng)）。但是，在實現(xiàn)DMA傳輸時，DMA控制器不僅需要占用系統(tǒng)總線，而且只能用于內部存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸，還不能直接對SOC芯片的外部設備和內部功能模塊進行各種操作。這就使得芯片的外部設備和內部功能模塊與內部存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸仍需通過CPU和系統(tǒng)總線的配合來完成，特別是隨著數(shù)據(jù)傳輸量的增大，仍需要耗費大量CPU資源。比如，對于目前日益受到重視的信息安全問題，大多SOC芯片都是通過CPU對加密模塊（芯片的內部功能模塊）進行操作來完成。使用CPU對加密模塊操作的方式，需要耗費大量的CPU資源，同時處理的數(shù)據(jù)量也很有限。再比如，現(xiàn)在的SOC芯片為了滿足更多的應用需要，通常都配有各種外設接口，以便與外部設備進行數(shù)據(jù)通訊。而這種數(shù)據(jù)通訊也是由CPU來操作完成，這使得CPU往往為這些數(shù)據(jù)流通訊而耗費大量資源。

發(fā)明內容

鑒于上述技術現(xiàn)狀，本發(fā)明提出一種多數(shù)據(jù)流通道DMA系統(tǒng)，旨在汲取DMA對處理數(shù)據(jù)流通訊的優(yōu)勢，來解決目前SOC芯片中，CPU耗費大量資源用于外部設備和內部功能模塊與內部存儲器之間數(shù)據(jù)流通訊的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種多數(shù)據(jù)流通道DMA系統(tǒng)，包括DMA控制器、內部存儲器以及設備，其中，所述設備由內部功能模塊或/和外設接口組成，其創(chuàng)新在于：

所述內部存儲器與DMA控制器之間設有第一數(shù)據(jù)傳輸通路，設備與DMA控制器之間設有第二數(shù)據(jù)傳輸通路，以此在所述DMA系統(tǒng)內建立起以下四種類型的數(shù)據(jù)流通道：

第一種是內部存儲器之間的數(shù)據(jù)流通道；

第二種是從內部存儲器到設備的單發(fā)送數(shù)據(jù)流通道；

第三種是從設備到內部存儲器的單接收數(shù)據(jù)流通道；

第四種是內部存儲器與設備之間的雙向數(shù)據(jù)流通道；

所述DMA控制器由數(shù)據(jù)緩沖存儲器、寄存器組和接口控制邏輯組成，其中：

數(shù)據(jù)緩沖存儲器由第一FIFO緩存器和第二FIFO緩存器組成，其中，第一FIFO緩存器用來緩沖從內部存儲器讀到設備的數(shù)據(jù)，第二FIFO緩存器用來緩沖從設備寫到內部存儲器的數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)流在內部存儲器之間進行通訊時，使用第一FIFO緩存器或第二FIFO緩存器；

寄存器組由兩組配置寄存器和一組狀態(tài)寄存器組成，兩組配置寄存器用來輪流控制DMA系統(tǒng)的每次數(shù)據(jù)流通訊，其中，每組配置寄存器至少用來配置每次數(shù)據(jù)流通訊中的數(shù)據(jù)流通道類型、設備類型、內部存儲器的發(fā)送地址或/和接收地址、傳輸數(shù)據(jù)長度；一組狀態(tài)寄存器用來啟動DMA系統(tǒng)并且反映DMA系統(tǒng)的傳輸狀態(tài)，其中，傳輸狀態(tài)至少為反映當前傳輸是否完成；

接口控制邏輯由狀態(tài)機構成，當DMA系統(tǒng)訪問設備時狀態(tài)機根據(jù)各狀態(tài)以及狀態(tài)跳轉直接對設備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的接口信號進行控制，并實時偵測設備的工作狀態(tài)；所述狀態(tài)機由四個狀態(tài)組成，這四個狀態(tài)分別為空閑狀態(tài)、填充狀態(tài)、等待狀態(tài)和提取狀態(tài)，其中：

空閑狀態(tài)，表示傳輸還未開始，或者傳輸結束時狀態(tài)機的所處狀態(tài)，在空閑狀態(tài)時不會對設備的接口信號進行任何操作；

填充狀態(tài)，表示從第一FIFO緩存器取數(shù)據(jù)填充到設備的狀態(tài)，在填充狀態(tài)時DMA系統(tǒng)會發(fā)起對設備填充數(shù)據(jù)的操作；

等待狀態(tài)，表示查詢設備操作是否完成的狀態(tài)，在等待狀態(tài)時，DMA系統(tǒng)會不斷的查詢設備操作是否完成；

提取狀態(tài)，表示從設備提取數(shù)據(jù)存儲到第二FIFO緩存器中的狀態(tài)，在提取狀態(tài)時DMA系統(tǒng)會控制從設備讀取數(shù)據(jù)。

上述技術方案中的有關內容解釋如下：

1.上述方案中，所述“內部存儲器”是指SOC芯片內部使用的臨時存儲器或隨機存儲器，比如RAM。

2.上述方案中，所述“內部功能模塊”是指SOC芯片內部的一些具有功能性的模塊，其中，功能對SOC芯片來說可以是應用功能，比如數(shù)據(jù)加解密模塊、糾錯模塊（BCH），也可以是控制功能，比如看門狗（Watch?dog）、計時器（Time?Counter），還可以是其他內部存儲部件，比如FLASH、ROM。所述“外設接口”是指一些用來連接SOC芯片外部設備的接口，比如SPI（串行外設接口）、ISO7816、I2C、SCI等。