可適應(yīng)多種時(shí)序情況的DMA控制器設(shè)計(jì)
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2．2．2 multiple block read
在該圖像協(xié)處理器中每次multiple block read要從卡讀出10個(gè)block數(shù)據(jù)并將其全部寫入DMA存儲(chǔ)器當(dāng)中。當(dāng)處于初始狀態(tài)(狀態(tài)0)的DMA狀態(tài)機(jī)發(fā)現(xiàn)dma_req為1且dma_write信號(hào)為1時(shí)，即明確SD卡控制器將開始DMA寫操作，其將依次進(jìn)入狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3、狀態(tài)4。在狀態(tài)1中，DMA狀態(tài)機(jī)會(huì)向SD卡控制器發(fā)出dma_ack信號(hào)，由于存儲(chǔ)器讀存在延時(shí)，SD卡控制器將在此后的第二個(gè)時(shí)鐘上升沿(即DMA狀態(tài)機(jī)在狀態(tài)3時(shí))送出dma_wdata。DMA控制器將dma_wdata暫存一個(gè)時(shí)鐘周期后，會(huì)在狀態(tài)4和狀態(tài)5中把此32位數(shù)據(jù)依次寫入DMA存儲(chǔ)器，dma_memory_addr也將在這兩個(gè)狀態(tài)分別加1。在狀態(tài)7中，DMA控制器也將做2個(gè)判斷，首先會(huì)判斷dma_cnt和dma_num是否相等，若相等說明本次multipleblock read的全部5 120字節(jié)數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入DMA存儲(chǔ)器中，DMA狀態(tài)機(jī)將回到狀態(tài)0等待下一次DMA操作指令；若不相等，則判斷dma_req是否為1，如果為1則意味著繼續(xù)做本次DMA寫操作，DMA狀態(tài)機(jī)也將回到狀態(tài)1，開始下一個(gè)32位數(shù)據(jù)的寫入；如果dma_req為0則說明SD卡控制器讀卡的速度較慢，暫時(shí)還沒有新的32位數(shù)據(jù)要寫入，DMA狀態(tài)機(jī)也將在狀態(tài)7處于等待狀態(tài)，直至dma_req再次為1，狀態(tài)機(jī)才回到狀態(tài)1，開始寫入下一個(gè)32位的數(shù)據(jù)。最后當(dāng)DMA控制器在狀態(tài)7時(shí)發(fā)現(xiàn)dma_cnt和dma_num相等，意味這本次DMA操作已經(jīng)完成，SD卡控制器也將向基帶芯片發(fā)出中斷信號(hào)，基帶芯片響應(yīng)該中斷后將從DMA存儲(chǔ)器中讀取此5 120字節(jié)數(shù)據(jù)。其寫狀態(tài)流程圖如圖3所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/162296.htm
3 仿真結(jié)果
該DMA控制器的核心即為文章第2部分中所述的DMA狀態(tài)機(jī)，現(xiàn)將multiple block read和multiple block write的幾個(gè)關(guān)鍵時(shí)序情況的仿真波形顯示如下，dma_now_st則為DMA狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)變量。
圖4(a)所示為一次DMA讀剛剛開始時(shí)，DMA狀態(tài)機(jī)翻轉(zhuǎn)情況。在dma_req為1后，狀態(tài)機(jī)dma_now_st則依次進(jìn)入各個(gè)狀態(tài)。在dma_now_st為狀態(tài)4時(shí)，讀出了DMA存儲(chǔ)器的地址0中的數(shù)據(jù)16'h4739，在dma_now-st為狀態(tài)5時(shí)，讀出了DMA存儲(chǔ)器的地址1中的數(shù)據(jù)16'hlf0b，之后在dma_now_st為狀態(tài)6時(shí)，此32位數(shù)據(jù)在dma_rdata端口被送出；
圖4(b)所示的是在一次DMA讀中，SD卡控制器寫卡速度較慢，其暫停DMA讀操作的情況。在DMA控制器送出地址12'h394和12'h395中的數(shù)據(jù)后，SD卡控制器發(fā)現(xiàn)DMA讀的速度較快，有可能覆蓋還未寫入卡的數(shù)據(jù)，所以把dma_req拉低，暫停DMA讀；
圖4(c)所示的是一次DMA讀的結(jié)尾，此時(shí)DMA存儲(chǔ)器已經(jīng)讀完了地址0～12'h9ff中的所有5 120個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，dma_now_st在狀態(tài)7中監(jiān)測(cè)到dma_cnt已經(jīng)等于dma_num，所以狀態(tài)機(jī)回到初始狀態(tài)0。
圖5(a)所示為在一次DMA寫剛剛開始時(shí)，DMA狀態(tài)機(jī)dma_now_st的工作情況。從圖上可清楚看到當(dāng)dma_now_st處于狀態(tài)4和狀態(tài)5時(shí)，DMA控制器將dma_wdata端口數(shù)據(jù)寫入DMA存儲(chǔ)器的地址0和地址1中。
圖5(b)所示為在做DMA寫時(shí)，SD卡控制器讀卡速度較慢的情況。當(dāng)SD卡控制器在dma_now_st為狀態(tài)1時(shí)送出32位數(shù)據(jù)32'hb944da21后，其發(fā)現(xiàn)已不能在DMA狀態(tài)機(jī)的下一個(gè)狀態(tài)1時(shí)送出新的32位數(shù)據(jù)，所以SD卡控制器將dma_req拉低。
圖5(c)所示為一次DMA寫的結(jié)尾，SD卡控制器送出最后一個(gè)32位數(shù)據(jù)32'hf83dea95后，已經(jīng)讀出了所有5 120字節(jié)的數(shù)據(jù)，所以將dma_req拉低。dma_now-st也在向DMA存儲(chǔ)器的地址12'h9fe和12'h9ff寫完最后兩個(gè)16位數(shù)據(jù)后，回到初始狀態(tài)狀態(tài)0，至此一次CMD18命令操作完成。
4 結(jié)束語
隨著消費(fèi)者對(duì)視覺效果的要求越來越高，也必然要求各種移動(dòng)終端設(shè)備的圖像系統(tǒng)功能越來越豐富，性能越來越高，因此圖像協(xié)處理器的設(shè)計(jì)也變得更加重要。在此背景下，處于基帶芯片和SD卡控制器之間的DMA控制器部分將面臨更復(fù)雜的工作環(huán)境和更高的性能要求。這里所述的DMA狀態(tài)機(jī)能夠靈活適應(yīng)基帶芯片操作可能被打斷、基帶芯片寫DMA存儲(chǔ)器可能與DMA讀相沖突等多種信號(hào)時(shí)序情況，起到了很好的協(xié)調(diào)基帶芯片和SD卡控制器速度的作用，并使基帶芯片和SD卡控制器能夠盡量并行工作，使操作SD卡的速度達(dá)到210 kB／s，在實(shí)際工作中取得了很好的效果。
評(píng)論