[發(fā)明專利]具有混合的散射-聚集功能性的直接存儲器存取控制器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480020834.7
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN105122228A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·R·多斯特;劉向森
• 申請（專利權(quán)）人: 密克羅奇普技術(shù)公司
• 主分類號: G06F13/28
• 分類號: G06F13/28
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

相關(guān)申請案的交叉參考

本申請案主張2013年4月17日申請的第61/812,873號美國臨時申請案的權(quán)利，所述申請案的全文并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直接存儲器存取控制器；特定來說，本發(fā)明涉及一種多通道散射-聚集直接存儲器存取控制器。

背景技術(shù)

由計算機(jī)系統(tǒng)使用直接存儲器存取(DMA)控制器來執(zhí)行存儲器與硬件子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移，其中所述轉(zhuǎn)移獨立于計算機(jī)系統(tǒng)的中央處理單元而完成。計算機(jī)系統(tǒng)可利用多個DMA控制器且可包含例如微控制器、微處理器、嵌入式系統(tǒng)及外圍設(shè)備(其自身實施DMA控制器)的子組件。DMA控制器代理對存儲于存儲器中的數(shù)據(jù)的直接存取，否則需要中斷系統(tǒng)處理器來執(zhí)行轉(zhuǎn)移。由DMA控制器提供的此能力尤其有利于其中硬件子系統(tǒng)將自身處理所檢索數(shù)據(jù)的情形，在所述情況中，系統(tǒng)處理器僅轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)且不處理數(shù)據(jù)。例如，需要圖形卡來存取系統(tǒng)存儲器中所存儲的數(shù)據(jù)。但由于圖形卡將自身處理所檢索數(shù)據(jù)，所以DMA允許由圖形卡檢索數(shù)據(jù)，同時繞過系統(tǒng)處理器。這釋放了系統(tǒng)處理器上的周期且大體上因為處理器無需等待相對較慢I/O操作而改進(jìn)了效率。

DMA控制器實施用于處置DMA啟用硬件子系統(tǒng)之間的存儲器轉(zhuǎn)移的邏輯。DMA控制器通常可經(jīng)由多個通道而同時支持多個子系統(tǒng)的存儲器存取。為提供此能力，DMA控制器實施用于同時管理多個通道的邏輯。因此，DMA控制器可被視為經(jīng)由一組界定通道而管理對系統(tǒng)存儲器的直接存取的專用處理單元。不管DMA控制器的有限責(zé)任集合如何，常規(guī)DMA控制器均效率低下。

一般來說，DMA控制器經(jīng)指示以經(jīng)由特定通道將特定數(shù)據(jù)集從源位置轉(zhuǎn)移到目的位置。所述源位置及所述目的位置可位于微控制器的系統(tǒng)存儲器(通常為RAM)或數(shù)據(jù)存儲器、外圍裝置的嵌入式系統(tǒng)或可由外圍設(shè)備存取的其它數(shù)據(jù)(例如，來自模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、端口、捕獲比較單元等等的數(shù)據(jù))內(nèi)。為將數(shù)據(jù)從源位置轉(zhuǎn)移到目的位置，常規(guī)DMA控制器接收相應(yīng)源地址及目的地址作為轉(zhuǎn)移指令的部分。將此地址信息提供到DMA控制器的一種方式呈由DMA控制器支持的“描述符”的形式，其中每一描述符為引導(dǎo)DMA控制器的指令。在常規(guī)系統(tǒng)中，每一描述符引導(dǎo)DMA控制器在系統(tǒng)存儲器中的指定位置與數(shù)據(jù)存儲器之間轉(zhuǎn)移連續(xù)數(shù)據(jù)塊。為識別待轉(zhuǎn)移的存儲器塊，常規(guī)描述符也可指定塊的大小作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令的部分。由常規(guī)DMA控制器使用源地址及塊大小來識別待從系統(tǒng)存儲器轉(zhuǎn)移的連續(xù)數(shù)據(jù)塊。

將組織成列表的描述符提供到DMA控制器，其中所述列表中的每一條目為引導(dǎo)所述DMA控制器的動作的描述符。可由DMA控制器嚴(yán)格循序地執(zhí)行描述符列表，或如果列表為鏈表，那么可按照任何順序執(zhí)行描述符列表，其中每一條目具有將列表中的另一條目指定為待執(zhí)行的下一描述符的額外專用指針。一般使用描述符的循序執(zhí)行列表而非使用描述符的鏈表來更有效地轉(zhuǎn)移流數(shù)據(jù)(即，通常存儲于存儲器的連續(xù)塊中的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù))。然而，包數(shù)據(jù)(即，趨向于需要處理存儲于存儲器中的分散位置中的每一個別數(shù)據(jù)項的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù))的轉(zhuǎn)移趨向于促成由鏈表提供的靈活性。因此，DMA控制器通常支持描述符列表的循序處理及非循序處理兩者。為支持兩個處理類型，常規(guī)DMA控制器利用經(jīng)配置以利用所有實例中的指針的描述符的鏈表，其導(dǎo)致消耗在轉(zhuǎn)移流數(shù)據(jù)時基本不需要的顯著尋址開銷。因此，需要一種可以有效方式處置各種類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的更靈活的DMA控制器。

發(fā)明內(nèi)容

常規(guī)DMA控制器將DMA描述符的鏈表用于描述符的循序處理及非循序處理兩者。取決于正轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)的性質(zhì)，循序處理無法提供足夠靈活性，且常規(guī)鏈表可包含顯著浪費開銷。因此，需要提供循序列表及鏈表兩者的優(yōu)點的混合鏈表。由根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)及方法在很大程度上克服現(xiàn)有技術(shù)中的這些及其它缺點。

根據(jù)實施例，DMA控制器由經(jīng)配置以通過與所述DMA控制器耦合的總線來執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的控制單元組成，其中所述控制單元進(jìn)一步經(jīng)配置以使用存儲于存儲器中的DMA指令的一或多個列表來執(zhí)行多個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移，且其中所述控制單元將從每一列表條目讀取地址信息，且其中基于每一列表條目內(nèi)的至少一個位而將所述地址信息確定為緩沖區(qū)指針或跳躍指針。