CN114691564A - 直接内存访问设备、数据传输方法与电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种直接内存访问设备、用于该直接内存访问设备的数据传输方法及电子设备，包括自动传输数据量检测器，具有记录待传输数据量的描述符，用于判断所述待传输数据量是否大于等于默认单次传输量，以借此产生当次传输量与有效旗标信号给与所述直接内存访问设备电连接的周边设备，其中所述默认单次传输量大于等于多个字符；其中所述周边设备根据所述当次传输量与所述有效旗标信号产生请求信号给所述直接内存访问设备以进行数据传输服务请求。本发明可以有效地提升电子设备整体的系统效率。

Description

直接内存访问设备、数据传输方法与电子设备
技术领域
本发明涉及一种直接内存访问(Direct Memory Access，DMA)设备，且特别是一种可以检测数据传输量且能减少传输时间的直接内存访问设备及其数据传输方法与使用上述直接内存访问设备的电子设备。
背景技术
直接内存访问技术允许具有计算能力的电子设备中的周边设备可以不通过处理器的介入处理，即可以直接的对内存设备(例如但不限定为系统内存)进行访问。上述电子设备例如但不限定为计算机、智能手机、平板计算机或智能家电，以及上述周边设备例如但不限定为硬盘控制器、绘图显卡、网络卡或声卡。
请参照图1，图1是现有技术的直接内存访问设备进行数据传输的操作示意图。当周边设备12要将数据传送给直接内存访问设备10或自直接内存访问设备10接收数据时，直接内存访问设备10与周边设备12会进行沟通，以设定好对应的信道进行后续数据传输，以及设定传输数据总量及每次进行传输的默认单次传输量，其中传输数据总量通常会是默认单次传输量的整数倍。于图1，由上而下，默认单次传输量分别被设定为1字节(byte)、半字符(half word)与1字符(word)。
假设要传送16个字节的数据(即，传输数据总量为16个字节)，且默认单次传输量被设定为1个字节，则总共会进行16次的传输。于每一次传输中，周边设备12会先发送请求信号(request signal)给直接内存访问设备10，直接内存访问设备10在收到请求信号后，开始进行1个字节的数据量的数据传输(传送给周边设备12，或接收周边设备12的数据)，并于传输完1个字节的数据量的数据后，直接内存访问设备10会传送对应于请求信号的确认回复信号(acknowledge(ACK)signal)给周边设备12。在进行多次的传输后，于最后一次传输中(于此例为第16次的传输)，直接内存访问设备10在传送确认回复信号给周边设备12后，还会发出一个拉高(pulled up)的结束信号(finish signal)给周边设备12，以表示传输数据总量的数据(于此例中为16个字节的数据量的数据)已经全数传输完成。由上述可知，当周边设备12需要与直接内存访问设备10大量地进行数据传输时，系统中的信道与带宽将大量地被占用，此将造成带宽拥塞与系统效率降低等技术问题。
发明内容
本发明的实施例提供了一种直接内存访问设备，包括：自动传输数据量检测器，具有记录待传输数据量的描述符，用于判断所述待传输数据量是否大于等于默认单次传输量，以借此产生当次传输量与有效旗标信号给与所述直接内存访问设备电连接的周边设备，其中所述默认单次传输量大于等于多个字符；其中所述周边设备根据所述当次传输量与所述有效旗标信号产生请求信号给所述直接内存访问设备以进行数据传输服务请求。
可选地，当所述待传输数据量大于等于默认单次传输量，所述自动传输数据量检测器将所述当次传输量设为所述默认单次传输量；当所述待传输数据量小于默认单次传输量，所述自动传输数据量检测器将所述当次传输量设为所述待传输数据量。
可选地，当所述待传输数据量为零时，所述直接内存访问设备传送拉高的结束信号给所述周边设备。
可选地，于所述直接内存访问设备收到所述请求信号时，所述直接内存访问设备进行数据量为对应于所述请求信号的所述当次传输量的数据传输，并于数据传输完成后，传送回复确认信号给所述周边设备。
可选地，所述默认单次传输量为两个字符，当所述待传输数据量大于等于默认单次传输量，所述数据传输服务请求的完成花费三个循环时间；当所述待传输数据量小于默认单次传输量，所述数据传输服务请求的完成花费两个或三个循环时间。
本发明的实施例提供了一种直接内存访问设备，当待传输数据量大于等于默认单次传输量，所述直接内存访问设备将当次传输量设为所述默认单次传输量；当所述待传输数据量小于默认单次传输量，所述直接内存访问设备将所述当次传输量设为所述待传输数据量；所述直接内存访问设备将所述当次传输量传送给周边设备，其中所述直接内存访问设备通过总线电连接所述周边设备；于所述直接内存访问设备收到所述请求信号时，所述直接内存访问设备进行数据量为对应于所述请求信号的所述当次传输量的数据传输，并于数据传输完成后，传送回复确认信号给所述周边设备，其中所述请求信号为所述周边设备根据收到的所述有效旗标信号与所述当次传输量而产生。
本发明的实施例提供了一种用于直接内存访问设备的数据传输方法，包括：判断待传输数据量是否大于等于默认单次传输量，以借此产生当次传输量与有效旗标信号给与所述直接内存访问设备电连接的周边设备，其中所述默认单次传输量大于等于多个字符；以及接收与所述直接内存访问设备电连接的周边设备传送的请求信号以进行数据传输服务请求，其中所述周边设备根据所述当次传输量与所述有效旗标信号产生所述请求信号。
可选地，当所述待传输数据量大于等于默认单次传输量，将所述当次传输量设为所述默认单次传输量；当所述待传输数据量小于默认单次传输量，将所述当次传输量设为所述待传输数据量。
本发明的实施例提供了一种电子设备，包括前述任一种直接内存访问设备；以及所述周边设备，通过总线与所述直接内存访问设备电连接。
可选地，所述电子设备为计算机、智能手机、平板计算机或智能家电，以及所述周边设备为硬盘控制器、绘图显卡、网络卡或声卡。
综上所述，本发明实施例的直接内存访问设备能比现有技术省下更多的循环时间来进行数据传输，且可以有效地提升电子设备的整体的系统效率。
为了进一步理解本发明的技术、手段和效果，可以参考以下详细描述和附图，从而可以彻底和具体地理解本发明的目的、特征和概念。然而，以下详细描述和附图仅用于参考和说明本发明的实现方式，其并非用于限制本发明。
附图说明
提供的附图用以使本发明所属领域的技术人员可以进一步理解本发明，并且被并入与构成本发明的说明书的一部分。附图示出了本发明的示范实施例，并且用以与本发明的说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是现有技术的直接内存访问设备进行数据传输的操作示意图；
图2是本发明实施例的直接内存访问设备的功能方块示意图；
图3是本发明实施例直接内存访问设备进行数据传输的操作示意图；
图4是本发明实施例的直接内存访问设备使用的数据传输方法的流程示意图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的示范实施例，其示范实施例会在附图中被绘示出。在可能的情况下，在附图和说明书中使用相同的组件符号来指代相同或相似的部件。另外，示范实施例的做法仅是本发明的设计概念的实现方式的一种，下述多个示范实施例皆非用于限定本发明。
本发明实施例提供一种直接内存访问设备，其仍遵守接收请求信号与回传确认回复信号的交握(hand shaking)协议的服务工作模式，但默认单次传输量可以设定为多个字符，例如，两个字符或两个以上的字符。再者，直接内存访问设备具有自动传输数据量检测器(Auto Transfer Count Detector，ATCD)，自动传输数据量检测器会主动地检测每一次应该要传输多少数据量的数据，并自动地通知周边设备。若该次传输要传输的数据量低于默认单次传输量(通常是对应于传输数据总量的数据的最后一次传输)时，自动传输数据量检测器仍会提供该次要传输的数据量给周边设备。如此，周边设备在该次传输时，不需要等到收集到多个字符的数据量的数据才发出该次的请求信号。另外，每一次传输的过程，直接内存访问设备还会传送有效旗标(valid flag)信号给周边设备，以表示该次传输为有效的传输，且周边设备可以向直接内存访问设备进行数据传输服务请求。通过本发明实施例的直接内存访问设备的架构，将可以减少周边设备发出请求信号给直接内存访问设备进行数据传输服务请求的次数，故能改善占用总线(bus)带宽的技术问题，并提升整体电子设备的系统效能。
在说明完本发明实施例的直接内存访问设备的设计概念后，将进一步说明实现的细节。请先参照图2，图2是本发明实施例的直接内存访问设备的功能方块示意图。于图2的实施例中，电子设备2包括了直接内存访问设备20与周边设备22，直接内存访问设备20与周边设备22可以通过系统的总线而电连接。于此实施例中，电子设备2例如但不限定为计算机、智能手机、平板计算机或智能家电，以及周边设备22例如但不限定为硬盘控制器、绘图显卡、网络卡或声卡。
直接内存访问设备20包括自动传输数据量检测器202，其中自动传输数据量检测器202记录有描述符(descriptor)204，其中描述符204记录有待传输数据量CNT，其中待传输数据量CNT的初始值为传输数据总量，且在每一次传输时，待传输数据量CNT为前一次传输的待传输数据量CNT减去前一次的当次传输量Info_Count。直接内存访问设备20的默认单次传输量可以设定是多个字符，例如两个字符或两个以上的字符。自动传输数据量检测器202会传送当次传输量Info_Count及有效旗标信号Valid_Flag给周边设备22，以让周边设备22可以根据当次传输量Info_Count及有效旗标信号Valid_Flag发出请求信号给直接内存访问设备20，从而向直接内存访问设备20进行数据量为当次传输量Info_Count的数据传输服务请求。
当描述符204中的待传输数据量CNT大于等于默认单次传输量，则自动传输数据量检测器202决定当次传输量Info_Count为默认单次传输量。当描述符204中的待传输数据量CNT小于默认单次传输量，则自动传输数据量检测器202决定当次传输量Info_Count为待传输数据量CNT，故周边设备22不需要继续等待待传输数据量CNT大于等于默认单次传输量后，才能发出请求信号向直接内存访问设备20进行数据传输服务请求，即可以避免总线的带宽被长期占据而不使用。
请接着参照图3，图3是本发明实施例直接内存访问设备进行数据传输的操作示意图。于此实施例中，默认单次传输量设定为两个字符，待传输数据量CNT的初始值为995个字节，因此，除了最后一次的传输外，自动传输数据量检测器202传送数值为8个字节(2个字符)的当次传输量Info_Count(Info_Count＝8)与数值为有效的有效旗标信号Valid_Flag(Valid_Flag＝Valid)给周边设备22，以让周边设备22巷进行数据量为两个字符的数据量的数据传输。在最后一次的传输中，待传输数据量CNT的数值为3字节，因此，自动传输数据量检测器202传送数值为3字节的当次传输量Info_Count(Info_Count＝3)与数值为有效的有效旗标信号Valid_Flag(Valid_Flag＝Valid)给周边设备22，以让周边设备22进行3个字节的数据量的数据传输。
由上可知，通过自动传输数据量检测器202传递当次传输量Info_Count与有效旗标信号Valid_Flag给周边设备22以及将单次传输量设定为多个字符的做法，可以减少周边设备22发出请求信号次数、等待发出请求信号的时间以及占据总线的时间，且在相同的传输数据总量的情况下，直接内存访问设备20能比现有技术省下更多的循环时间(cycletime)来进行数据传输，故更可以有效地提升整体的系统效率。
进一步地说，于现有技术中，若要传输8个数据量为1个字节的数据，则周边设备共需要发出8次的请求信号(假设默认单次传输量为1字节)，在每一次的传输中大概会花费2个循环时间来处理(注：小于1个字符的数据的读写需要2个循环时间)。因此，于现有技术中，要传输完8个数据量为1个字节的数据，就总共需要16个循环时间来处理。然而，通过使用本发明实施例的直接内存访问设备20，由于默认单次传输量可以设为2字符或2字符以上，故直接内存访问设备20的自动传输数据量检测器202检测到当次有数据量为8个字节的数据要传输，且据此发出数值为8个字节的当次传输量Info_Count(Info_Count＝8)与数值为有效的有效旗标信号Valid_Flag(Valid_Flag＝Valid)给周边设备22，使得周边设备22只要发出一次请求信号向直接内存访问设备20进行数据传输服务请求即可，其中在该次传输的处理当中，共需要花费3个循环时间(注：数据量为超过1个字符但不大于2个字符的数据的读写需要3个循环时间)。
另外，在当次传输量小于默认单次传输量时，假设数据量为3字节的数据，现有技术的周边设备需要发出三次请求信号进行三次的数据传输，故需要6个循环时间，然而，本发明实施例的自动传输数据量检测器202会发出数值为3个字节的当次传输量Info_Count(Info_Count＝3)与数值为有效的有效旗标信号Valid_Flag(Valid_Flag＝Valid)给周边设备22，故周边设备22只要发出一次请求信号向直接内存访问设备20进行数据传输服务请求即可，故仅需要2个循环时间。因此，若以图3的例子来看，传输数据总量为995个字节时，现有技术需要1990(995×2＝1990)个循环时间来完成全部的传输，然而，使用本发明实施例的直接内存访问设备20则仅要374(124×3+2＝374)个循环时间来完成全部的传输。
接着，请同时参照图2与图4，图4是本发明实施例的直接内存访问设备使用的数据传输方法的流程示意图。前述直接内存访问设备20可以是通过硬件的方式来实现自动传输数据量检测器202，或者是通过固件的方式来实现自动传输数据量检测器202，以使得直接内存访问设备20进行如图4的数据传输方法。首先，在步骤S40中，判断自动传输数据量检测器202纪录的待传输数据量CNT是否大于等于默认单次传输量。若待传输数据量CNT大于等于默认单次传输量，则进行步骤S42；若待传输数据量CNT小于默认单次传输量则进行步骤S42，则进行步骤S44。
在步骤S42中，将当次传输量Info_Count设为默认单次传输量与将有效旗标信号Valid_Flag设为有效，并将当次传输量Info_Count与有效旗标信号Valid_Flag发送给周边设备22。在步骤S44中，将当次传输量Info_Count设为待传输数据量CNT与将有效旗标信号Valid_Flag设为有效，并将当次传输量Info_Count与有效旗标信号Valid_Flag发送给周边设备22。接着，在步骤S46中，接收周边设备的请求信号，并进行数据量为当次传输量Info_Count的数据传输，以及于进行完数据传输后，传送回复确认信号给周边设备22。之后，在步骤S48中，判断待传输数据量CNT是否为零，若传输数据量CNT为零，则执行步骤S50，否则，则继续进行步骤S40。在步骤S50中，传送一个拉高的结束信号给周边设备22，以表示传输数据总量的数据已经全数传输完成。
综合以上所述，相较于现有技术，在相同的传输数据总量的情况下，本发明实施例的直接内存访问设备能比现有技术省下更多的循环时间来进行数据传输。此外，通过自动传输数据量检测器的使用，周边设备不需要继续等待待传输数据量大于等于默认单次传输量后，才能发出请求信号向直接内存访问设备进行数据传输服务请求，故可以避免总线的带宽被长期占据而不使用。整体来说，本发明实施例的直接内存访问设备可以有效地提升电子设备的整体的系统效率。
应当理解，本文描述的示例和实施例仅用于说明目的，并且鉴于其的各种修改或改变将被建议给本领域技术人员，并且将被包括在本申请的精神和范围以及所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种直接内存访问设备，其特征在于，所述直接内存访问设备包括自动传输数据量检测器；
所述自动传输数据量检测器具有记录待传输数据量的描述符，用于判断所述待传输数据量是否大于等于默认单次传输量，以借此产生当次传输量与有效旗标信号给与所述直接内存访问设备电连接的周边设备，其中所述默认单次传输量大于等于多个字符；
所述周边设备根据所述当次传输量与所述有效旗标信号产生请求信号给所述直接内存访问设备以进行数据传输服务请求。
2.根据权利要求1所述的直接内存访问设备，其特征在于，当所述待传输数据量大于等于所述默认单次传输量，所述自动传输数据量检测器将所述当次传输量设为所述默认单次传输量；当所述待传输数据量小于所述默认单次传输量，所述自动传输数据量检测器将所述当次传输量设为所述待传输数据量。
3.根据权利要求1所述的直接内存访问设备，其特征在于，当所述待传输数据量为零时，所述直接内存访问设备传送拉高的结束信号给所述周边设备。
4.根据权利要求1所述的直接内存访问设备，其特征在于，于所述直接内存访问设备收到所述请求信号时，所述直接内存访问设备进行数据量为对应于所述请求信号的所述当次传输量的数据传输，并于数据传输完成后，传送回复确认信号给所述周边设备。
5.根据权利要求1所述的直接内存访问设备，其特征在于，所述默认单次传输量为两个字符，当所述待传输数据量大于等于所述默认单次传输量，所述数据传输服务请求的完成花费三个循环时间；当所述待传输数据量小于所述默认单次传输量，所述数据传输服务请求的完成花费两个或三个循环时间。
6.一种直接内存访问设备，其特征在于，当待传输数据量大于等于默认单次传输量，所述直接内存访问设备将当次传输量设为所述默认单次传输量；
当所述待传输数据量小于所述默认单次传输量，所述直接内存访问设备将所述当次传输量设为所述待传输数据量；
所述直接内存访问设备将所述当次传输量传送给周边设备，其中所述直接内存访问设备通过总线电连接所述周边设备；
于所述直接内存访问设备收到请求信号时，所述直接内存访问设备进行数据量为对应于所述请求信号的所述当次传输量的数据传输，并于数据传输完成后，传送回复确认信号给所述周边设备，其中所述请求信号为所述周边设备根据收到的有效旗标信号与所述当次传输量而产生。
7.一种用于直接内存访问设备的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法包括：
判断待传输数据量是否大于等于默认单次传输量，以借此产生当次传输量与有效旗标信号给与所述直接内存访问设备电连接的周边设备，其中所述默认单次传输量大于等于多个字符；以及
接收与所述直接内存访问设备电连接的周边设备传送的请求信号以进行数据传输服务请求，其中所述周边设备根据所述当次传输量与所述有效旗标信号产生所述请求信号。
8.根据权利要求7所述的数据传输方法，其特征在于，当所述待传输数据量大于等于默认单次传输量，将所述当次传输量设为所述默认单次传输量；
当所述待传输数据量小于默认单次传输量，将所述当次传输量设为所述待传输数据量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-6其中任一项所述的直接内存访问设备；
所述周边设备，通过总线与所述直接内存访问设备电连接。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为计算机、智能手机、平板计算机或智能家电，以及所述周边设备为硬盘控制器、绘图显卡、网络卡或声卡。
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