[发明专利]一种利用FPGA接口板采用DMA进行数据传输的方法

说明书

技术领域

本发明公开一种数据传输的方法，涉及数据传输领域，具体地说是一种利用FPGA接口板采用DMA进行数据传输的方法。

背景技术

建立自主可控的信息产业体系，对于促进我国信息产业发展和保卫国家信息安全有着重要的意义。如果硬件存在后门，存储信息产业的保密数据就有可能被窃取，即使窃取的是加密数据，亦有可能篡改数据，影响应用的有效性和安全性。通常自主研发国产服务平台能够对可信计算提供较高的安全保障。申威平台是基于国产申威CPU和神威睿思操作系统的国产服务平台，能够提高国内信息产业的安全性。

根据申威平台提供的外部接口，设计不同功能的外部接口板，用以满足人们提出的不同需求，从而提高国产服务平台的扩展功能。而在实现不同功能的前提下，申威平台与外部接口板进行数据交互的速率是一个值得关注的问题。因此本发明提供一种利用FPGA接口板采用DMA进行数据传输的方法，通过申威控制平台的PCIE与外部FPGA接口板进行物理连接，采用DMA方式实现I/O读写操作并可对数据传输速率进行测试。DMA操作实现申威平台的内核空间与FPGA接口板寄存器之间的I/O读写操作，不仅免除了大量的计算开销，而且大大提高与设备通信的吞吐量，提高了数据的吞吐率。

DMA，采取直接内存访问，是一种硬件机制，它允许外围设备和主内存之间直接传输它们的I/O数据，而不需要系统处理器的参与。

发明内容

本发明提供一种利用FPGA接口板采用DMA进行数据传输的方法，可以免除了大量的计算开销，从而可以大大提高与设备通信的吞吐量。

本发明提出的具体方案是：

一种利用FPGA接口板采用DMA进行数据传输的方法，申威服务平台通过PCIE与外部FPGA接口板连接，通过FPGA接口板上的DMA映射实现申威服务平台与FPGA外部接口板之间的数据交互，

其中数据交换时，基于PCIE接口实现DMA的驱动，初始化DMA，申请DMA缓冲区，进行DMA传输并相应进行中断处理，释放DMA缓冲区，实现申威服务平台与FPGA外部接口板的数据交互。

对DMA的指定寄存器进行读写测试，并通过申威服务平台向FPGA接口板上的DMA进行的写数据、读数据，计算读写的速率。

向FPGA接口板进行写操作之后在读DMA命令，读取数据用于验证DMA读写数据的正确性。

所述基于PCIE接口实现DMA的驱动包括PCIE驱动的注册与注销、PCIE设备的初始化与释放以及控制函数的确定。

通过读取FPGA设备存储单元的数据、写入FPGA设备存储单元的数据、中断、DMA映射编程来确定控制函数。

采用DMA映射编程建立了流式DMA映射，使支持映射寄存器的系统中，每个DMA映射使用总线上的一个或多个映射寄存器。

一种利用FPGA接口板采用DMA进行数据传输的系统，其特征包括申威服务平台、外部FPGA接口板及外部FPGA接口板上的DMA；

其中申威服务平台通过PCIE与外部FPGA接口板连接，通过FPGA接口板上的DMA映射实现申威服务平台与FPGA外部接口板之间的数据交互，

其中数据交换时，基于PCIE接口实现DMA的驱动，初始化DMA，申请DMA缓冲区，进行DMA传输并相应进行中断处理，释放DMA缓冲区，实现申威服务平台与FPGA外部接口板的数据交互。

所述的系统中，所述基于PCIE接口实现DMA的驱动包括PCIE驱动的注册与注销、PCIE设备的初始化与释放以及控制函数的确定。

所述的系统，通过读取FPGA设备存储单元的数据、写入FPGA设备存储单元的数据、中断、DMA映射编程来确定控制函数。

所述的系统，采用DMA映射编程建立了流式DMA映射，使支持映射寄存器的系统中，每个DMA映射使用总线上的一个或多个映射寄存器。

本发明的有益之处是：

本发明提供一种利用FPGA接口板采用DMA进行数据传输的方法，申威服务平台通过PCIE与外部FPGA接口板连接，通过FPGA接口板上的DMA映射实现申威服务平台与FPGA外部接口板之间的数据交互，

其中数据交换时，基于PCIE接口实现DMA的驱动，初始化DMA，申请DMA缓冲区，进行DMA传输并相应进行中断处理，释放DMA缓冲区，实现申威服务平台与FPGA外部接口板的数据交互；