CN101266585A - 直接存储访问控制器数据传输系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直接存储访问控制器数据传输系统与方法，该系统包括：第一与第二存储器、微控制器及包括有命令与地址寄存器的直接存储访问控制器。微控制器给命令寄存器配置读写第一存储器的访问命令及给地址寄存器配置访问第一存储器的起始地址。在需要直接存储访问传输时，直接存储访问控制器被微控制器启动并根据命令寄存器和地址寄存器的内容向第一存储器发送访问命令和起始地址。微控制器更新地址寄存器内第一存储器的起始地址后，直接存储访问控制器根据命令寄存器的内容及地址寄存器的更新内容向第一存储器再次发送访问命令及起始地址，从而实现第一和第二直接存储器之间存储访问传输的切换。
Description
【技术领域】
本发明涉及数据处理领域，特别涉及一种直接存储访问(Direct MemoryAccess，简称DMA)控制器数据传输系统及方法。
【背景技术】
目前，计算机系统和外部设备之间、或者计算机系统不同内存之间的数据传输通常通过中央处理器(Central Processor Unit，简称CPU)进行。CPU可以采用程控法或者中断法控制与外部设备之间的数据传输，但是这两种数据传输的方式都比较慢。当高速外部设备和计算机系统内存之间、或者计算机系统中不同的内存之间进行大量数据快速传输时，这两种数据传输的方式就在一定程度上限制了数据传输的速率。为了提高计算机系统和外部设备之间、或者计算机系统不同内存之间数据传输的速度，出现了DMA((DirectMemory Access)技术。DMA技术是一种高速的数据传输操作，其允许计算机系统和外部设备之间、或者计算机系统不同内存之间直接读写数据，即不通过CPU、也不需要CPU干预。整个数据传输的操作在DMA控制器的控制下进行，CPU除了在数据传输开始和结束时，给出数据传输开始和结束的指令，在数据传输的过程中对数据传输不再进行其他的处理。这样，在大部分时间内，CPU处理其他过程和数据传输过程可以并行操作，使整个计算机系统的效率大大提高。
同样地，在嵌入式芯片系统或者DSP系统中，为了提高数据传输的速度和系统的工作效率，也可以通过DMA技术传输数据。现有的DMA控制器对芯片外部的存储器进行读写的一般包括如下步骤：芯片内部的微控制器(Micro Controller Unit，简称MCU)通过输入输出接口向芯片外部的存储器发送读写命令；MCU通过输入输出接口给外部的存储器配置读写地址；MCU控制DMA控制器启动DMA通过输入输出接口向外部存储器读写数据；DMA控制器读写数据完毕，发中断给MCU，MCU决定下一次DMA传输是否开始，如果开始，则回到第一步。
由此可以看出，现有的DMA控制器对芯片外部存储器进行读写，都是通过内部MCU对外部存储器发送读写命令，然后把控制权交给DMA控制器，再进行数据读写，这样浪费了很多握手时间。另外，现有的DMA控制器对芯片外部存储器进行读写，都是通过内部MCU对外部存储器发送读写地址，并且所述外部存储器只有在收到读写命令之后才能识别接收读写地址，因此只要需要从另一起始地址开始DMA传输，则必须要MCU对外部存储器重新发送读写命令及读写地址，这样不但加重了MCU的工作负荷，同时也影响响应速度，使DMA传输在读写地址切换时不流畅。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种直接存储访问控制器数据传输系统及方法，其可以加快硬件速度、使DMA传输的切换保持流畅。
根据本发明的一方面，本发明提供了一种直接存储访问控制器数据传输系统，其包括：第一存储器、第二存储器、微控制器、直接存储访问控制器。所述直接存储访问控制器包括有命令寄存器与地址寄存器，所述微控制器给所述命令寄存器配置读写第一存储器的访问命令以及给所述地址寄存器配置访问第一存储器的起始地址，在需要直接存储访问传输时，所述微控制器启动所述直接存储访问控制器，所述直接存储访问控制器根据所述命令寄存器的内容向所述第一存储器发送访问命令以及根据地址寄存器的内容向所述第一存储器发送起始地址以启动第一存储器与第二存储器之间的直接存储访问传输，在需要切换直接存储访问传输时，所述微控制器更新所述地址寄存器内的第一存储器的起始地址，所述直接存储访问控制器根据所述命令寄存器的内容向所述第一存储器再次发送访问命令以及根据地址寄存器的更新内容向所述第一存储器再次发送起始地址，从而实现第一存储器与第二存储器之间直接存储访问传输的切换。
进一步的，所述第二存储器、微控制器及直接存储访问控制器集成于一集成电路内，所述集成电路通过其内设置的输入输出接口与第一存储器通信。
进一步的，所述直接存储访问控制器包括大小寄存器，在每次所述微控制器向所述地址寄存器配置或更新第一存储器的起始地址时，需同时向所述大小寄存器配置或更新传输数据量的大小；所述直接存储访问控制器根据根据大小寄存器中的数据量大小判断所述直接存储访问传输是否完成。
进一步的，所述直接存储访问控制器还包括控制寄存器，所述控制寄存器内具有直接存储访问传输启动位，所述微控制器通过配置直接存储访问传输启动位来启动所述直接存储访问控制器。
进一步的，所述控制寄存器内具有直接存储访问传输控制位，所述微控制器通过配置直接存储访问传输控制位来控制在完成所述直接存储访问传输后是否继续直接存储访问传输；在需要继续直接存储访问传输时，所述直接存储访问控制器根据所述命令寄存器的内容向所述第一存储器再次发送读写命令，就可再次启动第一存储器与第二存储器之间的直接存储访问传输。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种直接存储访问控制器数据传输方法，应用于一数据传输系统中，所述系统包括第一存储器、第二存储器、微控制器、直接存储访问控制器，所述方法包括：所述微控制器向所述直接存储访问控制器配置访问第一存储器的访问命令及访问第一存储器的起始地址；在需要直接存储访问传输时，所述微控制器启动所述直接存储访问控制器；所述直接存储访问控制器向所述第一存储器发送访问命令及起始地址以启动第一存储器与第二存储器之间的直接存储访问传输；在需要切换直接存储访问传输时，所述微控制器更新所述地址寄存器内的第一存储器的起始地址，所述直接存储访问控制器根据所述命令寄存器的内容向所述第一存储器再次发送访问命令以及根据地址寄存器的更新内容向所述第一存储器再次发送起始地址，从而实现第一存储器与第二存储器之间直接存储访问传输的切换。
进一步的，所述微控制器还向所述直接存储访问控制器配置传输数据量的大小；在直接存储访问传输时，根据配置的数据量大小判断所述直接存储访问传输是否完成。
进一步的，所述微控制器还向所述直接存储访问控制器配置是否在完成所述直接存储访问传输后继续进行直接存储访问传输；在需要继续直接存储访问传输时，所述直接存储访问控制器向所述第一存储器再次发送访问及起始地址以再次启动第一存储器与第二存储器之间的直接存储访问传输。
本发明技术方案与现有的方案相比，在需要启动DMA传输时，不是由微控制器向外部存储器发送读写命令，而是由DMA控制器代替微控制器发送读写命令来启动DMA传输，这样不但省去了很多握手时间，还减轻了微控制器的工作负担，提高了工作效率。此外，在需要切换DMA传输时，所述微处理器只需直接更新DMA控制器内的大小寄存器和地址寄存器，所述DMA控制器便能无间歇的、流畅的实现DMA传输的动态切换。
【附图说明】
图1为本发明直接存储访问控制器数据传输系统的一个实施例的结构方框图；
图2为本发明直接存储访问控制器数据传输系统中的直接存储访问控制器的一个实施例的具体结构方框图；
图3是本发明直接存储访问控制器数据传输方法的一个实施例的流程示意图；及
图4是本发明直接存储访问控制器数据传输系统中的外部存储器的一个实施例的内部存储示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明具体实施方式进行说明。
在一个实施例中，本发明提出了一种直接存储访问(Direct MemoryAccess，简称DMA)控制器数据传输系统，其中图1示出了所述DMA控制器数据传输系统的结构方框图。如图1所示，所述DMA控制器数据传输系统包括有内部存储器120、DMA控制器140、微处理器(Micro Controller Unit，简称MCU)160、输入输出接口180及外部存储器200。所述内部存储器120、DMA控制器140、微处理器160及输入输出接口180可集成于一集成电路100内。
所述输入输出接口180可以是串行外围接口(Serial Peripheral Interface，简称SPI)。所述外部存储器200可以是闪存存储器(Flash Memory)或只读存储器(ROM)或可编程存储器(EEPROM)。所述内部存储器120可以是随机存储存储器(RAM)或先进先出寄存器(First-In First-Out Register，简称FIFO)。所述内部存储器120可以用做屏幕显示(On Screen Display，简称OSD)存储器，其内可以存储图像数据，所述图像数据将与其他图像数据合并后显现到显示屏(未图示)上。
总体来讲，在需要进行DMA数据传输时，微控制器160将会配置并启动DMA控制器140，随后所述DMA控制器140就直接将外部存储器200内的数据以DMA的方式传输至内部存储器120内或直接将内部存储器120内的数据以DMA的方式传输至外部存储器200内。
请参看图2，其示出了DMA控制器140的一个实施例的具体结构方框图，所述DMA控制器140包括大小寄存器142、地址寄存器144、命令寄存器146及控制寄存器148。所述微控制器160可以给命令寄存器146配置读写外部存储器200的读写命令，比如配置读命令为8’h03、配置写命令为8’h05，这里的读写命令格式是根据外部存储器200的种类来配置的，这样在收到来自命令寄存器146的读写命令时，所述外部存储器200就会识别该命令并作出相应的反应。所述微控制器160还可以给大小寄存器142配置DMA传输的数据量的大小，并给地址寄存器144配置DMA传输的所述外部存储器的起始地址。所述控制寄存器148内有DMA传输启动位、DMA传输控制位、DMA传输中断位。所述微控制器160可以通过配置DMA传输启动位来控制DMA传输的启动和停止，可以通过配置DMA传输控制位来控制在完成DMA传输后是否继续进行DMA传输。所述DMA控制器140则可以通过配置DMA传输中断位来向微控制器160发送中断。
下面结合图3来描述一下本发明DMA控制器数据传输系统的操作过程。这里所说的操作过程，也可以被理解为本发明提出的DMA控制器数据传输方法。
步骤302，所述微控制器160给命令寄存器146配置读写外部存储器200的读写命令。
步骤304，所述微控制器160给大小寄存器142配置DMA传输的数据量大小，并给地址寄存器144配置外部存储器200的读写起始地址。
步骤306，所述MCU根据需要判断是否需要DMA传输，如果是，则转入步骤308；否则，继续此判断步骤。
步骤308，所述MCU将DMA控制器140中的控制寄存器148中的DMA传输启动控制位配置为启动状态，也就是说，所述MCU发命令启动DMA传输；同时，所述MCU还可以根据需要将控制寄存器148中的DMA传输控制位配置为重复DMA传输或不重复DMA传输。
步骤310，所述DMA控制器140根据命令寄存器146的内容向外部存储器200发送读写命令。
步骤312，所述DMA控制器140根据地址寄存器146的相应内容向外部存储器200发送读写起始地址。
通过步骤310与312，所述DMA控制器140就完成了与外部存储器的DMA传输前的握手动作，接下来便可以开始DMA传输了。
步骤314，所述DMA控制器140根据起始地址将外部存储器200内的数据传输至内部存储器120。
步骤316，将大小寄存器142中的数据量的大小N与已经经过DMA传输的数据量的大小M进行比较以判断是否完成了DMA传输，如果M≥N，则说明传输完成，转入步骤318；否则说明传输未完成，返回步骤314。
步骤318，所述DMA控制器根据控制寄存器148中的DMA传输控制位判断是否需要进行重复读写，如果是，则进入步骤320；否则，进入步骤322。这样通过配置控制寄存器148中的DMA传输控制位就可以随时停止DMA传输，否则所述DMA传输就会不断重复，比如重复的将一段存储于外部存储器内的连续数据重复搬运至内部存储器。
步骤320，判断是否需要发送中断，如果是，则进入步骤324；否则，返回步骤310。
步骤322，判断是否需要发送中断，如果是，则进入步骤324；否则，返回步骤306。
步骤324，所述DMA控制器140通过配置控制寄存器148中的DMA传输中断位来向微控制器160发送中断，并返回步骤306。
需要注意的是，前文中都将读与写一起描述，比如说读写命令、读写操作等，而在实际操作过程中，读与写是分别进行的。综上所述，在需要重复DMA传输时，不是由微控制器向外部存储器发送读写命令，而是由DMA控制器代替微控制器发送读写命令来启动DMA传输，这样不但省去了很多握手时间，还减轻了微控制器的工作负担，提高了工作效率。
在另一个实施例中，如图4所示，外部存储器200内存储有多段数据，比如多张图像数据，每张图像数据都有固定的起始地址并且是连续存储的。在一种情况下，可能需要将第一段连续数据从所述外部存储器200中传输至内部存储器中，此时就需要执行步骤302给命令寄存器146配置读写外部存储器200的读写命令，通常这个步骤一旦进行过之后就不需要再次执行了，然后执行步骤304给大小寄存器142配置第一段连续数据的数据量大小以及给地址寄存器144配置外部存储器200的第一段连续数据的起始地址，之后便可以执行后续的步骤了，这样所述DMA控制器就可以将第一段连续数据从外部存储器200搬运至内部存储器142。在所述DMA控制器搬运第一段连续数据时，如果MCU接到外部命令要求切换DMA传输，比如停止将第一段连续数据从所述外部存储器200中传输至内部存储器142中，而改为将第三段连续数据从从所述外部存储器200中传输至内部存储器中，那么则所述MCU需要将第三段连续数据的数量大小配置给大小寄存器142，此时先前配置在大小寄存器142内的第一段连续数据的数量大小会被第三段连续数据的数量大小所覆盖，同时所述MCU需要将第三段连续数据的起始地址配置给地址寄存器144，此时先前配置在地址寄存器144内的第一段连续数据的起始地址会被第三段连续数据的起始地址所覆盖。需要注意的是，重新配置DMA控制器140中的大小寄存器142及地址寄存器144，并不会影响此时正在执行的步骤。在DMA传输经过步骤316、318、320再次返回步骤310后，在执行步骤312时，所述DMA控制器140会将地址寄存器144内的第三段连续数据的起始地址以及将大小寄存器144内的第三段连续数据的数据量大小发送给外部存储器200，随后所述DMA控制器140便会开始将第三段连续数据从外部存储器搬运至内部存储器。
综上所述，在收到切换DMA传输命令后，所述微处理器160只需直接更新DMA控制器内的大小寄存器和地址寄存器，所述DMA控制器便能无间歇的、流畅的实现DMA传输的动态切换，从而可以将另一端连续数据从外部存储器搬运至内部存储器120内。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1、一种直接存储访问控制器数据传输系统，其包括：第一存储器、第二存储器、微控制器、直接存储访问控制器，其特征在于：
所述直接存储访问控制器包括有命令寄存器与地址寄存器，所述微控制器给所述命令寄存器配置读写第一存储器的访问命令以及给所述地址寄存器配置访问第一存储器的起始地址；
在需要直接存储访问传输时，所述微控制器启动所述直接存储访问控制器，所述直接存储访问控制器根据所述命令寄存器的内容向所述第一存储器发送访问命令以及根据地址寄存器的内容向所述第一存储器发送起始地址以启动第一存储器与第二存储器之间的直接存储访问传输；
在需要切换直接存储访问传输时，所述微控制器更新所述地址寄存器内的第一存储器的起始地址，所述直接存储访问控制器根据所述命令寄存器的内容向所述第一存储器再次发送访问命令以及根据地址寄存器的更新内容向所述第一存储器再次发送起始地址，从而实现第一存储器与第二存储器之间直接存储访问传输的切换。
2、如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第二存储器、微控制器及直接存储访问控制器集成于一集成电路内，所述集成电路通过其内设置的输入输出接口与第一存储器通信。
3、如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述直接存储访问控制器包括大小寄存器，在每次所述微控制器向所述地址寄存器配置或更新第一存储器的起始地址时，需同时向所述大小寄存器配置或更新传输数据量的大小；
所述直接存储访问控制器根据根据大小寄存器中的数据量大小判断所述直接存储访问传输是否完成。
4、如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述直接存储访问控制器还包括控制寄存器，所述控制寄存器内具有直接存储访问传输启动位，所述微控制器通过配置直接存储访问传输启动位来启动所述直接存储访问控制器。
5、如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述控制寄存器内具有直接存储访问传输控制位，所述微控制器通过配置直接存储访问传输控制位来控制在完成所述直接存储访问传输后是否继续直接存储访问传输；
在需要继续直接存储访问传输时，所述直接存储访问控制器根据所述命令寄存器的内容向所述第一存储器再次发送读写命令，就可再次启动第一存储器与第二存储器之间的直接存储访问传输。
6、如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述访问命令包括读或/和写命令。
7、一种直接存储访问控制器数据传输方法，应用于一数据传输系统中，所述系统包括第一存储器、第二存储器、微控制器、直接存储访问控制器，其特征在于：所述方法包括：
所述微控制器向所述直接存储访问控制器配置访问第一存储器的访问命令及访问第一存储器的起始地址；
在需要直接存储访问传输时，所述微控制器启动所述直接存储访问控制器；
所述直接存储访问控制器向所述第一存储器发送访问命令及起始地址以启动第一存储器与第二存储器之间的直接存储访问传输；
在需要切换直接存储访问传输时，所述微控制器更新所述地址寄存器内的第一存储器的起始地址，所述直接存储访问控制器根据所述命令寄存器的内容向所述第一存储器再次发送访问命令以及根据地址寄存器的更新内容向所述第一存储器再次发送起始地址，从而实现第一存储器与第二存储器之间直接存储访问传输的切换。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述微控制器还向所述直接存储访问控制器配置传输数据量的大小；
在直接存储访问传输时，根据配置的数据量大小判断所述直接存储访问传输是否完成。
9、如权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述微控制器还向所述直接存储访问控制器配置是否在完成所述直接存储访问传输后继续进行直接存储访问传输；
在需要继续直接存储访问传输时，所述直接存储访问控制器向所述第一存储器再次发送访问及起始地址以再次启动第一存储器与第二存储器之间的直接存储访问传输。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100707 Termination date: 20120324 |