X-DSP中DMA從機(jī)模塊及內(nèi)部總線控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，DSP（Digitial Signal Processor）芯片越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于計(jì)算密集型的領(lǐng)域。這一領(lǐng)域的信號(hào)復(fù)雜，信號(hào)實(shí)時(shí)處理要求高，因此它們對(duì)DSP芯片的性能提出了更高的要求，特別是對(duì)提供高速數(shù)據(jù)通路、搬移組織數(shù)據(jù)的DMA控制器。
　　DSP性能需求的提高導(dǎo)致芯片上掛載的外設(shè)種類和數(shù)量越來(lái)越多。為了不增加硬件開銷，同時(shí)盡可能降低對(duì)DSP內(nèi)核正常計(jì)算的影響，這些外設(shè)訪問(wèn)核內(nèi)存儲(chǔ)一般復(fù)用直接存儲(chǔ)訪問(wèn)

2、（Direct Memory Access，DMA）的訪存通路。因此，DMA需要在以主機(jī)模式高速搬移數(shù)據(jù)的同時(shí)，也能以從機(jī)模式高效地處理被動(dòng)接收到的外設(shè)發(fā)起的訪存請(qǐng)求。
　　本文研究的課題來(lái)源于我校微電子與微處理器研究所承擔(dān)的高性能X-DSP項(xiàng)目，介紹了作者在此項(xiàng)目中有關(guān) DMA的研究和工作貢獻(xiàn)。本文的具體內(nèi)容如下。
　　1、了解DSP發(fā)展歷程，分析了DSP發(fā)展趨勢(shì)，探討了DSP結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和DMA相關(guān)研究。結(jié)合X-DSP的體系

3、結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和外設(shè)需求，設(shè)計(jì)了DMA的整體結(jié)構(gòu)，確定了DMA的基本功能和傳輸參數(shù)。
　　2、根據(jù)請(qǐng)求輸入特點(diǎn)以及DMA與向量存儲(chǔ)（AM）、標(biāo)量存儲(chǔ)（SM）和DSP節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)控制器之間的通信協(xié)議，完成了DMA從機(jī)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，其包括數(shù)據(jù)返回和外部請(qǐng)求緩沖模塊以及專用物理通道模塊。
　　3、依據(jù)集中式仲裁機(jī)制，DMA內(nèi)部總線分為讀總線和寫總線，同時(shí)結(jié)合DMA輸出端口的種類，把其劃成5套；并根據(jù)各總線的功能，分別設(shè)計(jì)了各個(gè)總線

4、的仲裁策略；結(jié)合核內(nèi)AM存儲(chǔ)、核內(nèi)SM存儲(chǔ)和DNAC部件的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分別合理設(shè)計(jì)了AM總線、SM總線、本地總線和遠(yuǎn)程總線的輸出協(xié)議。
　　按照功能驗(yàn)證的步驟，搭建驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)DMA從機(jī)模塊進(jìn)行驗(yàn)證，遵照驗(yàn)證計(jì)劃列出的功能點(diǎn)對(duì)從機(jī)模塊做了充分的驗(yàn)證，結(jié)果表明所有功能點(diǎn)通過(guò)驗(yàn)證，且代碼覆蓋率指標(biāo)滿足驗(yàn)證要求。在RLT Compiler綜合環(huán)境下，使用40nm工藝庫(kù)，對(duì)從機(jī)模塊進(jìn)行了綜合。綜合結(jié)果顯示該設(shè)計(jì)的時(shí)序、面積和功耗達(dá)到了設(shè)