[發(fā)明專利]TTE端系統(tǒng)適配卡PCIE控制器的高效中斷操作方法

有效

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• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110990309B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 潘偉濤;鄭圓圓;邱智亮;張仲禹;張冰;郭一然;王媛媛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F13/28
• 分類號: G06F13/28;G06F13/24;G06F13/42
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 肖志娟

本發(fā)明屬于數據處理技術領域，公開了一種TTE端系統(tǒng)適配卡PCIE控制器的高效中斷操作方法，DMA讀流程，DMA讀緩沖區(qū)分為非保障區(qū)和保障區(qū)，保障區(qū)防止某個數據幀的前半部分在DMA讀緩沖區(qū)的尾部，而數據幀的后半部分在DMA讀緩沖區(qū)的頭部的情況發(fā)生；DMA寫流程，DMA寫緩沖區(qū)被分為兩個部分，一個是ABuffer另一個是BBuffer；驅動處理A部分的數據時，硬件可以將數據寫入B部分，驅動將A部分處理完畢后，開始繼續(xù)處理B部分的數據。本發(fā)明采用更加高效的DMA讀交互模式，大幅度提升DMA讀的傳輸速率。采用硬件主動發(fā)起DMA寫的方式，保證板卡能夠及時的將緩存中的數據搬移至DMA寫緩沖區(qū)中。

技術領域

本發(fā)明屬于數據處理技術領域，尤其涉及一種TTE端系統(tǒng)適配卡PCIE控制器的高效中斷操作方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：高速外圍組件互聯PCIe是一種高速串行傳輸總線，具有點對點、雙通道和高帶寬的傳輸特性，所連接的設備分配獨享通道帶寬，不共享總線帶寬。在板卡一側的直接內存訪問DMA操作結束后，通過PCIe總線控制器產生讀寫中斷，以告知主機一側板卡此次DMA操作已經完成，便于啟動下次DMA操作。

現有技術TTE端系統(tǒng)適配卡PCIe控制器的中斷操作方法，用于解決現有技術因主機發(fā)起讀中斷造成數據因適配卡緩存空間不足而溢出丟失的問題。其技術方案是：1)請求讀、寫數據；2)周期性地向PCIe總線控制器請求讀、寫數據；3)PCIe總線控制器產生中斷時序并配置讀、寫緩存寄存器；4)PCIe驅動識別中斷類型并決定搬移數據量；5)PCIe驅動配置讀、寫相關寄存器并啟動直接內存訪問操作完成數據搬移，結束直接內存訪問操作。此方法存在以下不足：1.驅動每次向DMA讀緩沖區(qū)寫入數據時都是從DMA讀緩沖區(qū)的起始地址開始寫入，所以只有DMA讀緩沖區(qū)中的前面一小部分被使用，而DMA讀緩沖區(qū)后半部分始終不會被驅動或硬件訪問，從而導致系統(tǒng)空間的浪費。2.不論此次DMA讀/寫傳輸的數據量的大小，一次DMA讀傳輸都需要兩次PIO寫操作，一次PIO讀操作，一次中斷操作。一次DMA寫都需要三次PIO寫操作，兩次PIO讀操作，兩次中斷操作。而這些輔助性操作會增加開銷時間在數據傳輸的有效時間中的占比，從而降低DMA讀/寫效率。并且頻繁的PIO操作會導致CPU占用率較高，如果CPU對中斷的處理時間過慢還會造成一次DMA讀的結束時間被延長而無法充分利用PCIE帶寬。3.驅動和FPGA不能同時訪問DMA讀/寫緩沖區(qū)，這就會導致板卡和驅動中一方運行時，另一方必須處于等待狀態(tài)，極大的降低了DMA讀寫的效率，而且等待時間過長，也會導致系統(tǒng)實時性降低。4.DMA讀/寫的交互模式比較低效，只適用于小數據量傳輸。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有的板卡與驅動之間低效的交互模式而導致的DMA讀寫效率低下、板卡與驅動之間的傳輸速率無法滿足大數據量傳輸要求、無法充分利用PCIE帶寬。

解決上述技術問題的難度：

如果要解決效率低下問題，就需要盡量減少驅動和硬件之間的輔助性操作頻率，而減少驅動和硬件之間的輔助性操作可能會降低整個系統(tǒng)的可靠性，所以需要充分考慮驅動與硬件之間的交互模式，此交互模式不僅要簡潔而且要讓驅動和硬件盡可能的高效運行。

解決上述技術問題的意義：

采用優(yōu)化后的DMA讀寫流程，不僅能夠提升硬件和驅動的運行效率，提升DMA讀寫速率，還能夠提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、實時性。

發(fā)明內容

針對現有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種TTE端系統(tǒng)適配卡PCIE控制器的高效中斷操作方法。

本發(fā)明是這樣實現的，一種TTE端系統(tǒng)適配卡PCIE控制器的高效中斷操作方法，所述TTE端系統(tǒng)適配卡PCIE控制器的高效中斷操作方法包括以下步驟：

第一步，DMA讀流程，DMA讀緩沖區(qū)分為非保障區(qū)和保障區(qū)，保障區(qū)防止某個數據幀的前半部分在DMA讀緩沖區(qū)的尾部，而數據幀的后半部分在DMA讀緩沖區(qū)的頭部的情況發(fā)生；