[发明专利]一种基于AXI协议的DMA控制器及数据上传方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，具体地说是一种实用性强、基于AXI协议的DMA控制器及数据上传方法。

背景技术

在SOC设计中，随着CPU处理能力的不断提升，提高总线的带宽和各设备的工作效率成为提高系统性能的关键。由于AXI总线本身的高性能以及ARM微处理器的广泛应用，使得AXI成为SOC设计中应用广泛的总线标准。一个高性能的总线必然要有与其兼容的外围设备接口，才能构造一个具有完整功能的片上系统。ARM公司每推出新的总线标准，都会相继提供各个外设接口的IP，但这些IP往往都是价格不菲。那么为了更好的满足具体的项目需求，同时节约成本，降低项目预算，对一些外围设备进行自主研发，同样可以满足性能需求。

DMA操作方式下数据的读写无需CPU执行指令，由外设（DMA控制器）直接进行数据的读写。为此，提出一种基于AXI协议的DMA控制器及数据上传方法，在基于AXI协议的SOC中，设计符合AXI协议的DMA控制器，实现外围设备和存储器之间的高速数据传递，提高整个系统的工作效率。本发明主要目的是设计出与AXI协议兼容的DMA控制器，用于在基于AXI协议的SOC系统中负责某些子系统的数据上报。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、基于AXI协议的DMA控制器及数据上传方法。

一种基于AXI协议的DMA控制器，包括以下模块：

通道模块，为整个控制器提供信息传输的通道；

仲裁模块，对通道中的信息进行仲裁选择可通过的传输命令并发送给控制模块；

控制模块，用于处理接收到的读写命令，转换成符合AXI协议的读、写信号，并将其传出；

数据缓存模块，用于接收来自控制模块将要上传的数据及来自通道模块的传输命令；

中断模块，接收来自控制模块的信号并向外部发送信息传输状态；

配置接口模块，是配置上述各模块内部寄存器参数的接口。

所述通道模块内部包括若干通道，用于接收和处理数据上传请求，产生上传信息的命令，然后发送给仲裁模块；以及接收已经读取的上传信息并对其进行处理，产生传输数据的命令，然后发送给数据缓存模块。

所述仲裁模块接收来自通道的仲裁请求后进行仲裁，并将仲裁结果再发送到通道模块，通道模块依据仲裁结果发送被选中通道内的传输命令到仲裁模块；仲裁模块收到传输命令后，再将传输命令转变成读、写命令，发送给控制模块，由控制模块完成总线上的数据传输。

所述控制模块进行物理通道上的数据传输，通过读取命令队列中命令字节，发出相应操作，并根据AXI协议的时序要求将相应数据发送到目的地址，从而发挥AXI总线读写并行的特点。

所述中断模块用于接收来自控制模块的通道号和传输响应，向外部发送状态信号，即信息传输是否中断的信号，通知外部当前的传输状态，所述中断信号包括完成中断和错误中断。

配置接口模块是配置DMA控制器的内部寄存器的接口，其接收外部发来的数据和控制信号，配置指定的寄存器，或读取寄存器的内容。

一种基于AXI协议的DMA控制器的数据上传方法，其实现过程为：

首先向DMA控制器发出数据上传请求；

DMA控制器内部的通道模块接收并处理该上传请求，产生上传信息的命令；

传输数据的命令进入仲裁模块仲裁，以确定是否被选中；

将选中的传输命经仲裁模块转发给控制模块，该控制模块将数据转换成符合AXI协议的信号；这时通道模块接收已经读取的上传信息并对其进行处理，产生传输数据的命令；

根据传输数据的命令，对已经转换的符合AXI协议的信号进行数据传输。

所述控制模块处理的数据从AXI总线读取，该从AXI总线读取的数据分为两类，一类是直接进入数据缓存模块的表示将要上传的数据，一类是进入通道模块的数据上传请求命令，在通道模块内经过处理产生数据传输命令，发送到数据缓存模块，两类数据结合后再进行数据传输。

当传输数据的命令进入仲裁模块后，仲裁模块首先进行仲裁，并将仲裁结果发送到通道模块，通道模块再依据仲裁结果发送被选中通道内的传输命令到仲裁模块；仲裁模块收到传输命令后，再将传输命令转变成读、写命令，发送给控制模块，由控制模块完成总线上的数据传输；

控制模块将接收到的读写命令转换成符合AXI协议的读、写信号，从而完成总线上的数据传输。