一種DMA控制器及其實(shí)現(xiàn)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制器，所述DMA控制器包括讀數(shù)據(jù)通道輸入接口、寫數(shù)據(jù)通道輸出接口、控制邏輯模塊、先入先出(FIFO)模塊，還包括：第一轉(zhuǎn)換器，用于將通過讀數(shù)據(jù)通道輸入接口從外部存儲(chǔ)器所讀取的第一數(shù)據(jù)進(jìn)行第一運(yùn)算處理；第一數(shù)據(jù)選擇器，用于當(dāng)判斷需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，選通經(jīng)第一轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)，再將所述處理后的數(shù)據(jù)寫進(jìn)FIFO模塊；第二轉(zhuǎn)換器，用于將從FIFO模塊讀取的第二數(shù)據(jù)進(jìn)行第二運(yùn)算處理；第二數(shù)據(jù)選擇器，用于當(dāng)判斷需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，選通經(jīng)第二轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)，再將所述處理后的數(shù)據(jù)輸出至寫數(shù)據(jù)通道輸出接口。同時(shí)，本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種DMA控制器實(shí)現(xiàn)方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及處理器領(lǐng)域，具體涉及一種DMA控制器及其實(shí)現(xiàn)方法。
技術(shù)介紹
直接存儲(chǔ)器存取(DMA，DirectMemoryAccess)控制器技術(shù)廣泛應(yīng)用于處理器及片上系統(tǒng)(SoC，System-on-a-Chip)中。DMA控制器的功能在于實(shí)現(xiàn)輸入輸出(I/O，Input/Output)接口和存儲(chǔ)器之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。DMA控制器可以作為處理器的一個(gè)外設(shè)模塊而存在，且可以接收處理器核的參數(shù)配置進(jìn)行數(shù)據(jù)搬運(yùn)；DMA控制器可以和處理器核一樣作為主(Master)訪問處理器外部存儲(chǔ)資源和內(nèi)部存儲(chǔ)器，使得處理器外部的系統(tǒng)存儲(chǔ)器和處理器內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器(PM，ProgramMemory)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(DM，DataMemory)之間可以進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)搬運(yùn)，而不需要處理器核使用其內(nèi)部寄存器進(jìn)行低效率的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。處理器核配置DMA控制器之后，可以選擇做其他事情，數(shù)據(jù)搬運(yùn)的任務(wù)交由DMA控制器后臺(tái)處理。總之，DMA控制器專門用于大量數(shù)據(jù)的搬運(yùn)，而這正是處理器核不擅長的事情，處理器核可以抽身出來做其擅長的工作。現(xiàn)有的DMA控制器只是單純的執(zhí)行數(shù)據(jù)搬運(yùn)功能，源端和目的端數(shù)據(jù)一致且數(shù)據(jù)量相等。處理器核往往需要執(zhí)行大量數(shù)據(jù)運(yùn)算功能，比如浮點(diǎn)運(yùn)算功能。相比定點(diǎn)數(shù)據(jù)，浮點(diǎn)數(shù)據(jù)由于精度要求需要更多的比特來表示。所以，對(duì)于相同數(shù)目的數(shù)據(jù)，浮點(diǎn)數(shù)據(jù)相比定點(diǎn)數(shù)據(jù)需要占用更大的存儲(chǔ)空間。由于存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)資源是有限的，如果處理器的外部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的是定點(diǎn)數(shù)據(jù)，可以節(jié)省外部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間。定點(diǎn)數(shù)據(jù)通過DMA控制器搬運(yùn)到處理器的內(nèi)部存儲(chǔ)器，但處理器還需要對(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)器定點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定浮轉(zhuǎn)換才能進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，這樣又加重了處理器核的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。如果處理器的外部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的是浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，則使用DMA控制器搬運(yùn)后，處理器核可以直接進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，但浮點(diǎn)數(shù)據(jù)占用了較多的外部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)實(shí)施例期望提供一種DMA控制器及其實(shí)現(xiàn)方法，能解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的節(jié)省處理器外部存儲(chǔ)資源與減輕處理器核運(yùn)算負(fù)擔(dān)相矛盾的問題。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種DMA控制器，所述DMA控制器包括讀數(shù)據(jù)通道輸入接口、寫數(shù)據(jù)通道輸出接口、控制邏輯模塊、先入先出(FIFO，F(xiàn)irstInFirstOut)模塊，所述DMA控制器還包括：第一轉(zhuǎn)換器，用于接收到第一控制指令時(shí)，對(duì)通過所述讀數(shù)據(jù)通道輸入接口從外部存儲(chǔ)器所讀取的第一數(shù)據(jù)進(jìn)行第一運(yùn)算；其中，所述第一控制指令用于指示所述第一轉(zhuǎn)換器進(jìn)行第一運(yùn)算處理；第一數(shù)據(jù)選擇器，用于當(dāng)判斷需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，選通經(jīng)所述第一轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)，再將所述經(jīng)所述第一轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)寫進(jìn)所述FIFO模塊；第二轉(zhuǎn)換器，用于接收到第二控制指令時(shí)，對(duì)從所述FIFO模塊讀取的第二數(shù)據(jù)進(jìn)行第二運(yùn)算處理；其中，所述第二控制指令用于指示所述第二轉(zhuǎn)換器進(jìn)行第二運(yùn)算處理；第二數(shù)據(jù)選擇器，用于當(dāng)判斷需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，選通經(jīng)所述第二轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)，再將所述經(jīng)所述第二轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)輸出至所述寫數(shù)據(jù)通道輸出接口。優(yōu)選地，所述DMA控制器通過先進(jìn)可擴(kuò)展接口AXI總線與外部存儲(chǔ)器連接；其中，所述AXI總線寬度為64比特。優(yōu)選地，所述第一數(shù)據(jù)選擇器，還用于當(dāng)判斷不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，直接選通從所述讀數(shù)據(jù)通道輸入接口所讀取的第一數(shù)據(jù)，再將所述從所述讀數(shù)據(jù)通道輸入接口所讀取的第一數(shù)據(jù)寫進(jìn)所述FIFO模塊；所述第二數(shù)據(jù)選擇器，還用于當(dāng)判斷不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，直接選通從所述FIFO模塊讀取的第二數(shù)據(jù)，再將所述從所述FIFO模塊讀取的第二數(shù)據(jù)輸出至所述寫數(shù)據(jù)通道輸出接口。優(yōu)選地，所述第一轉(zhuǎn)換器，還用于：進(jìn)行第一運(yùn)算處理時(shí)，輸入數(shù)據(jù)量與輸出數(shù)據(jù)量之比為3:4；所述第二轉(zhuǎn)換器，還用于：進(jìn)行第二運(yùn)算處理時(shí)，輸入數(shù)據(jù)量與輸出數(shù)據(jù)量之比為4:3。優(yōu)選地，所述第一轉(zhuǎn)換器，還用于：以3個(gè)64比特定點(diǎn)數(shù)為一組，對(duì)每一組中的所述3個(gè)64比特定點(diǎn)數(shù)執(zhí)行如下操作：第a1步，將第一個(gè)64比特定點(diǎn)數(shù)的bit[47:0]經(jīng)定浮轉(zhuǎn)換處理后通過所述第一數(shù)據(jù)選擇器寫入FIFO_0和FIFO_1；第a2步，將第一個(gè)64比特定點(diǎn)數(shù)的bit[63:48]和第二個(gè)64比特定點(diǎn)數(shù)的bit[55:0]經(jīng)定浮轉(zhuǎn)換處理后通過所述第一數(shù)據(jù)選擇器寫入FIFO_2、FIFO_3和FIFO_4；第a3步，將第二個(gè)64比特定點(diǎn)數(shù)的bit[63:56]和第三個(gè)64比特定點(diǎn)數(shù)的bit[63:0]經(jīng)定浮轉(zhuǎn)換處理后通過所述第一數(shù)據(jù)選擇器寫入FIFO_5、FIFO_6和FIFO_7；其中，所述FIFO模塊由8個(gè)32比特寬的子FIFO模塊組成，所述子FIFO模塊分別用FIFO_0、FIFO_1、FIFO_2、FIFO_3、FIFO_4、FIFO_5、FIFO_6、FIFO_7表示。優(yōu)選地，所述第二轉(zhuǎn)換器，還用于：第b1步，將{FIFO_2，F(xiàn)IFO_1，F(xiàn)IFO_0本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種直接存儲(chǔ)器存取DMA控制器，所述DMA控制器包括讀數(shù)據(jù)通道輸入接口、寫數(shù)據(jù)通道輸出接口、控制邏輯模塊、先入先出FIFO模塊，其特征在于，所述DMA控制器還包括：第一轉(zhuǎn)換器，用于接收到第一控制指令時(shí)，對(duì)通過所述讀數(shù)據(jù)通道輸入接口從外部存儲(chǔ)器所讀取的第一數(shù)據(jù)進(jìn)行第一運(yùn)算；其中，所述第一控制指令用于指示所述第一轉(zhuǎn)換器進(jìn)行第一運(yùn)算處理；第一數(shù)據(jù)選擇器，用于當(dāng)判斷需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，選通經(jīng)所述第一轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)，再將所述經(jīng)所述第一轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)寫進(jìn)所述FIFO模塊；第二轉(zhuǎn)換器，用于接收到第二控制指令時(shí)，對(duì)從所述FIFO模塊讀取的第二數(shù)據(jù)進(jìn)行第二運(yùn)算處理；其中，所述第二控制指令用于指示所述第二轉(zhuǎn)換器進(jìn)行第二運(yùn)算處理；第二數(shù)據(jù)選擇器，用于當(dāng)判斷需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，選通經(jīng)所述第二轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)，再將所述經(jīng)所述第二轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)輸出至所述寫數(shù)據(jù)通道輸出接口。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種直接存儲(chǔ)器存取DMA控制器，所述DMA控制器包括讀數(shù)據(jù)通道輸入接口、寫數(shù)據(jù)通道輸出接口、控制邏輯模塊、先入先出FIFO模塊，其特征在于，所述DMA控制器還包括：第一轉(zhuǎn)換器，用于接收到第一控制指令時(shí)，對(duì)通過所述讀數(shù)據(jù)通道輸入接口從外部存儲(chǔ)器所讀取的第一數(shù)據(jù)進(jìn)行第一運(yùn)算；其中，所述第一控制指令用于指示所述第一轉(zhuǎn)換器進(jìn)行第一運(yùn)算處理；第一數(shù)據(jù)選擇器，用于當(dāng)判斷需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，選通經(jīng)所述第一轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)，再將所述經(jīng)所述第一轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)寫進(jìn)所述FIFO模塊；第二轉(zhuǎn)換器，用于接收到第二控制指令時(shí)，對(duì)從所述FIFO模塊讀取的第二數(shù)據(jù)進(jìn)行第二運(yùn)算處理；其中，所述第二控制指令用于指示所述第二轉(zhuǎn)換器進(jìn)行第二運(yùn)算處理；第二數(shù)據(jù)選擇器，用于當(dāng)判斷需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，選通經(jīng)所述第二轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)，再將所述經(jīng)所述第二轉(zhuǎn)換器處理后的數(shù)據(jù)輸出至所述寫數(shù)據(jù)通道輸出接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DMA控制器，其特征在于，所述DMA控制器通過先進(jìn)可擴(kuò)展接口AXI總線與外部存儲(chǔ)器連接；其中，所述AXI總線寬度為64比特。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DMA控制器，其特征在于，所述第一數(shù)據(jù)選擇器，還用于當(dāng)判斷不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，直接選通從所述讀數(shù)據(jù)通道輸入接口所讀取的第一數(shù)據(jù)，再將所述從所述讀數(shù)據(jù)通道輸入接口所讀取的第一數(shù)據(jù)寫進(jìn)所述FIFO模塊；所述第二數(shù)據(jù)選擇器，還用于當(dāng)判斷不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，直接選通從所述FIFO模塊讀取的第二數(shù)據(jù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：文博，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳市中興微電子技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44