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適應(yīng)多種時序的DMA控制器設(shè)計

作者: 時間:2012-03-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
斷,從 JPEG_MEM中讀出JPEG格式圖片,存入片外的存儲器中。經(jīng)實(shí)際測試可知,基帶芯片做一次EMI讀取大約需要時間250 ns,因?yàn)镋MI數(shù)據(jù)線寬度為16位,所以在此250 ns內(nèi)基帶芯片將從JPEG_MEM中讀出2個字節(jié),這樣讀完所有15 360個字節(jié)需要15 360x250/2=1.92 ms。在基帶芯片讀取JPEG數(shù)據(jù)之前,其將最后一部分預(yù)覽數(shù)據(jù)讀出并送LCD顯示也需要1 ms左右,至此每幀圖像70 ms的幀消隱時間在基帶芯片讀完JPEG數(shù)據(jù)后還剩余70-1-1.92=67.08 ms。

  當(dāng)基帶芯片讀完JPEG數(shù)據(jù)后,將立即準(zhǔn)備將數(shù)據(jù)寫入SD卡中。其首先將操作文件鏈表,在SD卡上為即將寫入的JPEG圖片分配相應(yīng)空間,并將這些空間的原內(nèi)容擦除。因?yàn)樵趯懣ê筒量ㄖ螅琒D卡需要過一定時間后才能接受新的命令,所以操作文件鏈表和擦卡比較耗時間,一般需要15 ms左右。在此之后,為了提高寫卡速度,基帶芯片先將一部分?jǐn)?shù)據(jù)(如512字節(jié))利用寫入存儲器中,這需要的時間為250 nsx512/2=0.064 ms,然后配置SD卡向SD卡發(fā)出CMD25(multiply block write conlluand)命令?;鶐酒O(shè)置每個CMD25向卡寫入10個block數(shù)據(jù)。在接收到SD卡發(fā)回的響應(yīng)后,SD卡將利用接口從 存儲器中讀出圖像數(shù)據(jù)并同時將數(shù)據(jù)寫入SD卡中。在SD卡控制器寫卡的同時,基帶芯片將剩余的9個block數(shù)據(jù)寫入DMA存儲器。SD卡的時鐘頻率為24 MHz,為其工作在4根數(shù)據(jù)線模式時,其傳送完所有5 120字節(jié)的數(shù)據(jù)只需要42nsx2x5120=0.43 ms。但是基帶芯片寫完剩余的9個block需要250nsx512x9/2=0.576 ms>0.43 ms,所以從基帶芯片寫第1個block開始到SD卡控制器把最后一個block寫入SD卡大約需要時間為 0.064+0.576+0.045=0.685 ms。在此之后,SD卡將進(jìn)入編程狀態(tài)(programming狀態(tài)),這段時間因卡而異,在實(shí)際調(diào)試中使用的卡一般編程狀態(tài)會持續(xù)5 ms左右。至此基帶芯片完成一次5 120字節(jié)的寫卡需要時間為:15+0.685+5=20.685ms。如前所述每幅JPEG壓縮后的320x240的圖片大約為15360字節(jié),即30 個block,所以寫完一幅圖片需要的總時間約為3x20.685=62.055ms,其小于前面計算的67.08ms,所以基帶芯片和SD卡控制器可以在每幀圖像的幀消隱時間內(nèi)完成寫卡操作。

  2 DMA控制器的實(shí)現(xiàn)

  2.1 DMA控制器接口

  為了更準(zhǔn)確地描述該DMA控制器的工作流程,其主要接口信號介紹如下。DMA控制器與3部分邏輯的接口為:基帶芯片的EMI接口、DMA存儲器接口、SD卡控制器。

  1)與基帶芯片的接口 這個接口中,與該DMA控制器關(guān)系最密切的信號是host_dma_wr,其為基帶芯片送給DMA存儲器的寫信號,這個信號低電平有效。

  2)DMA存儲器接口 dma_memory_addr為DMA存儲器的地址信號。為了能夠保存10個block的數(shù)據(jù),DMA存儲器的容量為2560x16=5120字節(jié),所以dma_memory_addr的位寬為12位;drag_memory_datain為DMA存儲器的數(shù)據(jù)輸入端口,位寬為16 位;dma_memory_dataout為DMA存儲器的數(shù)據(jù)輸出端口,位寬為16位;dma_memory_wen為DMA存儲器的寫使能信號,低電平有效。

  3)SD卡控制器接口 dma_req是SD卡控制器發(fā)出的DMA請求信號,高電平有效。其為DMA控制器做速度協(xié)調(diào)的重要信號,如果其為高則表示SD卡控制器要求與DMA存儲器做DMA傳送;如果該信號被置低,可能存在兩種情況,①可能是本次DMA傳送已經(jīng)完成,②可能是SD卡控制器的讀或?qū)懣ㄋ俣鹊陀谄洳僮鱀MA存儲器的速度,所以SD卡控制器暫停DMA操作;dma_write是SD卡控制器發(fā)出的DMA寫標(biāo)志信號。如果其為1表示SD卡控制器在做讀卡操作,并準(zhǔn)備將讀出的數(shù)據(jù)寫入DMA存儲器;如果其為0表示SD卡控制器在做寫卡操作,并準(zhǔn)備從DMA存儲器中讀取數(shù)據(jù);dma_ ack是DMA控制器發(fā)給SD卡控制器的應(yīng)答信號,其相當(dāng)于DMA傳輸數(shù)據(jù)的有效信號;dma_rdata是DMA讀模式的數(shù)據(jù)輸出端口,位寬為32 位;dma_ wdata是DMA寫模式的數(shù)據(jù)輸入端口,位寬為32位。

  2.2 DMA控制器的工作流程

  為了使DMA控制器能更靈活地適應(yīng)各種操作情況并很好的完成2個操作源(基帶芯片、SD卡控制器)的速度匹配功能。下面將分別就multi-ple block write命令(CMD25)和multiple block read命令(CMD18)對該狀態(tài)機(jī)的工作流程進(jìn)行說明。

  先將狀態(tài)機(jī)中的幾個重要變量做如下說明:

  dma_num表示在一次多block讀(CMD18)或?qū)?CMD25)操作中,要向卡寫入或讀出多少個字節(jié)的數(shù)據(jù)。在該圖像協(xié)處理器中,每次讀或?qū)懣ǘ家僮?0個block數(shù)據(jù),所以dma_num將被設(shè)置為5 120;

  dma_in_cnt表示在一次多block寫卡操作中,基帶芯片已經(jīng)向DMA存儲器中



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