DMA_IP设计_详解.ppt

DMA IP 设计 目　录 IP的原理及功能 1 结构框图及各模块介绍 2 数据传输具体过程 3 初始化编程 4 功能测试 5 DMA IP的原理 1、DMA的作用就是在存储器和I/0设备之间进行成批、高速的数据传输。 2、数据传输共有四种方式：无条件方式、查询方式、中断方式、DMA传输方式。其中前三种都是在CPU控制下进行，因此传输速率受CPU指令运行速度的限制。而DMA是外设与存储器或存储器之间直接传输数据的方法，传输速率主要取决于存储器存取速度。 3、DMA以硬件控制取代软件控制进行信息传送，采用专门的硬件，由DMA控制器控制总线，行使地址修改、控制数据传送等功能，减少中间环节，提高系统工作效率。 4、DMA有两个工作模式： 主控工作模式：DMA接管总线，直接在IO接口和存储器之间读写操作，这是DMA与其它外设的最根本区别； 从设工作模式：DMA的控制功能是通过初始化编程来设置的，CPU对其写入或读出时，它是一个从属设备。 DMA的功能 专用DMA特定功能：（1）对于AMBA总线而言，支持burst传输 （2）多数支持操作系统的嵌入式系统使用虚拟内存技术，使得操作系统层面上连续的内存地址与物理地址之间并非一一映射，但DMA并不一定了解，故多数高级嵌入式系统中DMA控制器支持LLI技术。LLI用于软件申请DMA传输时。 DMA IP的基本功能有五个： 设备 AMBA总线 内存 CPU DMAC 总线请求 总线响应 响应 DMA请求 DMA DMA结构框图 首先由DMA在芯片中的位置来分析其所需模块： DMA结构框图 系统总线 中断 时序与控制 通道请求 地址寄存器 字数计数寄存器 FIFO 设备 内存 CPU S接口 M接口 DMA模块介绍 时序与控制模块： 1、命令寄存器：接收系统时钟、复位、片选、发读/写控制等信号； 2、操作方式寄存器：系统初始化时软件编程规定数据传输等方式； 3、状态机寄存器：标志某个通道响应状态及数据传输是否完成等状态； DMA模块介绍 通道请求模块： 1、DMA请求寄存器：外设有DMA请求时，DMA请求寄存器中相应位置“1“，并由控制模块向CPU发起总线请求； 2、屏蔽寄存器：软件编程规定某通道请求被屏蔽； 3、优先级判别：当有多个通道请求时，优先级判别电路根据优先级判别法来决定响应哪个通道请求； DMA通道的优先级由编程来决定： （1）固定优先级：规定每个通道的优先级是固定的，即通道0的优先级最高，依次最低。 （2）循环优先级：规定刚被服务的通道优先级最低，依次循环。这样就可以保证每个通道都有机会被服务。 DMA模块介绍 地址寄存器：（两寄存器共用一个端口地址） 1、基地址寄存器：初始化编程时由CPU写入，整个DMA传送期间不再改变，只能写入不能读出，保存内存数据块首地址； 2、现行地址寄存器：初始值与上相同，DMA传送期间，不断通过加1或减1来修改访问存储器的地址指针，指出当前正在访问的存储器地址，可写入也可读出； DMA模块介绍 字数寄存器：（两寄存器共用一个端口地址） 1、基字数寄存器：初始化时编程由CPU写入 ，整个DMA传送期间不再改变，只能写入不能读出，保存数据块初始大小； 2、现行字数寄存器：初始值与上相同，DMA传送期间，每传送一个字节减1，当由0减到FFFFH时，产生DMA传送结束信号。 DMA控制器分类 选择型DMA控制器 外设n RAM CPU DMA 外设1 外设2 。 。 RAM CPU DMA 外设1 外设2 外设n 。。。 多路型DMA控制器 DMA模块信号 控制类信号： HREST 复位信号 HRQ 请求总线信号 HCLK 时钟信号 HLDA 接收总线允许信号 CS 片选信号 DREQx 接收外设请求信号 IOR IO读控制信号 DACKx 发出外设允许信号 IOW IO写控制信号 EOP 发出传输结束信号 MEMR 存储器读控制信号 MEMW 存储器写控制信号 主设接口信号： HBURST 规定BURST传输类型，SINGLE、INCR、WRAP HGRANT 总线授权信号 HTRANS 当前传输状态，