數位訊號處理器上非連續區域數據自動搬運的方法及裝置的製作方法
2023-09-16 20:21:00 2
專利名稱：數位訊號處理器上非連續區域數據自動搬運的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及DSP(數位訊號處理器)內部的數據傳輸，具體內容為一種通過DMA技術實現數據自動搬運的方法。
背景技術：
DMA是Direct Memory Access的縮寫。其意思是「存儲器直接訪問」。它是指一種高速的數據傳輸操作，允許在外部設備和存儲器之間直接讀寫數據，即不通過CPU，也不需要CPU幹預，整個數據傳輸操作在一個稱為「DMA控制器」的控制下進行的，CPU除了在數據傳輸開始和結束時作一點處理外，在傳輸過程中CPU可以進行其它的工作，這樣，在大部分時間裡，CPU和輸入輸出都處在並行操作，因此，使整個系統的效率大大提高。
搬運非連續區域數據的傳統方式是通過使用多路DMA通道完成的，也就是通過一一對應的方式進行數據的搬運，將非連續區域的數據劃分為若干個連續區域的數據，每個連續區域的數據的數據搬運對應一個DMA通道。這種搬運數據方式的優點是配置簡單，CPU幹預時間少，缺點是耗費的DMA通道較多，直接配置DMA時間過多，在有些情況下，如DMA通道數目明顯不足時，通過這種方式進行數據的搬運顯然不能高效的傳送數據。
另一種方式是，只用較少的DMA通道，通過若干次搬運各個連續區域的數據完成數據的傳輸，但是每次搬運數據必須由CPU來修改DMA通道的相關配置。這種搬運數據方式優點是耗費DMA通道少，缺點是CPU幹預時間多，影響了系統整體的運行效率，尤其是在搬運的數據路數非常多的情況下，每次都由CPU來修改DMA通道的參數配置，顯然是不合理的。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種數位訊號處理器上非連續區域數據自動搬運的方法及裝置，解決現有技術存在的DMA通道的數目限制問題，以及在非連續區域數據傳輸過程中由CPU進行DMA通道的參數配置，CPU的幹預時間過長浪費CPU的資源的技術問題。
為達到上述目的，本發明提供了一種數位訊號處理器上實現非連續區域數據自動搬運的方法，其特點在於，設置一個配置數組，數組的每個元素為搬運數據的存儲器直接訪問主通道進行一次搬運的配置信息，利用存儲器直接訪問通道作為配置通道來將所述配置信息配置給所述主通道，利用存儲器直接訪問通道作為控制通道來控制所述主通道，從而實現使用存儲器直接訪問通道來配置存儲器直接訪問通道。
上述的方法，其特點在於，所述控制通道包括分別用於關閉、打開、和觸發所述主通道的第一、第三和第四通道。
上述的方法，其特點在於，所述存儲器直接訪問通道具有連接功能所述存儲器直接訪問通道的配置參數區中的配置能夠從指定的位置重新加載；所述通道的搬運能夠相互串接起來，一個通道搬運結束後能夠自動觸發另外一個通道的搬運；所述主通道、第一通道、配置通道、第三通道和第四通道順次連結。
上述的方法，其特點在於，如果所述配置通道完成所述配置數組的所有配置信息的搬運，則所述配置通道的參數區被自動連接更新為空。
上述的方法，其特點在於，進一步包括以下步驟步驟一、在系統上電時完成所述第一、第三和第四通道的配置；步驟二、按照具體數據搬運的內容設置所述配置數組，使一份所述配置信息對應所述主通道的對一塊連續區域數據的一次搬運；步驟三、設置所述配置通道的配置參數；步驟四、數位訊號處理器通過設置存儲器直接訪問控制寄存器中的相應位來啟動所述第一通道的搬運；步驟五、所述第一通道搬運完成後關閉了所述主通道，並自動連結到所述配置通道；步驟六、判斷所述配置通道的參數區是否為空，是則搬運結束，否則執行步驟七；步驟七、所述配置通道搬運所述配置數組中的一份所述配置信息到所述主通道的對應參數區中；
步驟八、所述配置通道自動連結到用於打開所述主通道的所述第三通道；步驟九、所述第三通道搬運結束後自動連結到所述第四通道，所述第四通道通過搬運數據達到設置存儲器直接訪問控制寄存器中的相應位，從而啟動所述主通道的搬運；步驟十、所述主通道被啟動後，則開始按照參數區中的所述配置信息進行搬運；步驟十一、所述主通道完成參數區中指明的搬運任務後，再次連結到所述第一通道，返回到步驟五。
上述的方法，其特點在於，所述步驟一由上電初始化完成，所述步驟二至步驟四由CPU完成，所述步驟五至步驟十一由存儲器直接訪問通道自動完成。
上述的方法，其特點在於，在所述步驟七中，所述配置通道搬運所述配置信息到所述主通道的對應參數區後，所述配置通道的參數區中的源地址會被更新指向配置數組中的下一項，如果所有配置數組的所有配置信息搬運完成，則所述配置通道的參數區被自動連接更新為空。
上述的方法，其特點在於，所述步驟三進一步包括所述配置通道搬運的目的地址是所述主通道配置參數區的起始地址，搬運的源地址為配置數組的起始地址，搬運的數目為配置數組中有效配置的數目，搬運結束後連接的參數區為一空的參數區。
為了更好的實現本發明的目的，本發明還提供了一種數位訊號處理器上實現非連續區域數據自動搬運的裝置，其特點在於，包括分別作為主通道、配置通道和控制通道的多個存儲器直接訪問通道；所述主通道用於搬運數據；所述配置通道設置有一個配置數組，數組的每個元素為所述主通道進行一次搬運的配置信息，所述配置通道用於將所述配置信息配置給所述主通道；所述控制通道用於控制所述主通道，從而實現使用存儲器直接訪問通道來配置存儲器直接訪問通道，減少了數位訊號處理器對存儲器直接訪問通道直接配置的次數。
上述的裝置，其特點在於，所述存儲器直接訪問通道具有連接功能所述存儲器直接訪問通道的配置參數區中的配置能夠從指定的位置重新加載；所述存儲器直接訪問通道具有連結功能所述通道的搬運能夠相互串接起來，一個通道搬運結束後能夠自動觸發另外一個通道的搬運；所述控制通道包括分別用於關閉、打開和觸發所述主通道的第一、第三和第四通道；所述主通道、第一通道、配置通道、第三通道和第四通道順次連結。
本發明的技術效果在於採用本發明所述的方法，解決了DMA通道數目限制的問題，並且在搬運過程中整個DMA參數區配置過程完全由DMA通道來完成，減小了CPU的幹預，從而提高了整個系統的傳輸能力和CPU的利用率。本發明方法的數組中可以容納的元素個數可以根據需要進行調整，這樣就解決了配置數目受到限制的問題，這是因為非連續區域數據的傳送總能分解為若干個連續區域數據的傳送，配置數組只需配置這若干個元素就可以了。另外，本發明方法在整個過程中只進行了一次直接的DMA通道的配置(即配置DMA通道102的參數)，其它配置信息都是填寫在配置數組中的，操作過程很快(因為此操作是在DSP的內存中進行的)。通過這樣的方式我們又解決了配置過程耗時的問題。
圖1本發明的DMA通道配置示意圖；圖2本發明的DMA通道搬運流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步詳細說明本發明的具體實施例。
本發明就是在以上背景技術的基礎上提出了一種非連續區域數據的自動搬運方法，主要內容為將一個DMA搬運過程分解為配置過程和搬運過程，其中DMA的配置過程仍然由DMA來完成，這樣就通過較少DMA通道實現了非連續區域數據的搬運，整個數據傳輸過程只需在數據傳送開始進行一次參數配置，在數據傳輸過程中不必由CPU再進行DMA通道的參數配置，從而減少了CPU的幹預時間，節約了CPU的資源，使得在DMA通道較少時仍能自動完成非連續區域數據的搬運。
本發明的主要在於在使用DMA通道搬運數據時，DSP對DMA通道的配置也相當於對外設內存區域的訪問，比較費時，為了儘量減少DSP對DMA通道直接配置的次數，可以考慮將配置過程交給DMA通道自動完成，即使用DMA通道來配置DMA通道。
本發明使用前提與限制1)DMA控制器需具備「連接」功能，其配置參數區中的配置可以從指定的位置重新加載。
2)DMA控制器需具備「連結」功能，DMA通道的搬運可以相互串接起來，即一個DMA通道搬運結束後可以自動觸發另外一個DMA通道的搬運。
3)由於DMA通道在很多DSP處理器上一次搬運的最小字節數為1個字節，故每搬運到DMA的控制寄存器時一次會影響8位，有些DMA控制寄存器的8個位會影響其它DMA通道。
具體配置方法(發明內容)如下，示意圖參見圖11)非連續區域數據的傳送通過以下幾個DMA通道多次循環執行來完成。搬運數據的通道，這裡稱為主DMA通道100；DMA控制寄存器去使能搬運的通道(關閉主DMA通道)，這裡稱為DMA通道101；主DMA通道100的配置參數的搬運通道，這裡稱為DMA通道102；DMA控制寄存器使能搬運通道(打開主DMA通道)，這裡稱為DMA通道103；DMA控制寄存器觸發搬運通道(觸發主DMA通道搬運)，這裡稱為DMA通道104。
2)各DMA通道「連結」關係配置。DMA主通道搬運完成連結到DMA通道1；DMA通道1搬運完成後連結到DMA通道102；DMA通道102搬運完成後連結到DMA通道103；DMA通道103搬運完成後連結到DMA通道104；DMA通道104搬運完成後就觸發了DMA主通道的搬運。
3)DMA通道101、DMA通道103、DMA通道104可設置為具有「連接」功能的DMA通道，其配置參數區中的配置可以從指定的位置重新加載。這3個DMA通道的搬運的源地址分別為初始化為各自特性值的固定內存，目的地址分別為控制不同狀態的DMA控制寄存器地址。
4)我們每次發送數據只需配置的是DMA通道102。設置一個配置數組，數組的每個元素即為DMA主通道搬運一次的配置信息，對應一塊連續區域數據的搬運。每次搬運數據前，我們根據非連續區域的個數，在配置數組開始的若干個元素中填寫相應個數的配置信息。然後，我們根據配置信息的數目對DMA通道102進行配置，DMA通道102搬運的目的地址是主DMA通道配置參數區的起始地址，搬運的源地址為配置數組的起始地址，搬運的數目為配置數組中有效配置的數目，搬運結束後「連接」的參數區為一空的參數區。每一次DMA通道102被觸發搬運後，只搬運一份配置信息到DMA主通道配置參數區的起始地址，搬運完一份配置信息後通過DMA「連結」觸發另一個DMA通道(這裡為DMA通道103)的搬運，直到其它DMA通道再次觸發DMA通道102的搬運。所有配置信息被搬運完成後，DMA通道102連接到一個空的參數區，再一次輪到DMA通道102搬運時，整個搬運過程就結束了。
通過應用本法明方法，可實現對非連續區域數據的自動搬運，CPU只需要在初始時配置搬運參數，隨後的搬運過程由DMA通道自動完成。通過這種技術，從理論上講，可以實現對任意多個非連續區域的自動搬運，不僅解決了DSP上DMA通道數目的限制，而且減小了配置DMA通道所耗費的CPU時間，同時整個數據搬運過程不需要CPU的幹預，從而提高了DSP上數據傳輸效率和CPU利用率。
本發明實現非連續區域數據的的搬運流程如圖2所示。
步驟201，DMA通道101、DMA通道103、DMA通道104的配置在系統上電時完成。
步驟202，按照具體數據搬運的內容設置配置數組，一份配置信息對應主DMA通道的一次搬運。
步驟203，設置DMA通道102的配置參數。搬運的目的地址是DMA主通道配置參數區的起始地址，搬運的源地址為配置數組的起始地址，搬運的數目為配置數組中有效配置的數目，搬運結束後連接的參數區為一空的參數區。
步驟204，DSP通過設置DMA控制寄存器中的相應位啟動DMA通道101的搬運，DMA通道101搬運完成後，就關閉了主DMA通道，可以對主DMA通道安全進行操作了，其後它自動連結到了DMA通道102。
步驟205，判斷DMA通道102的參數區是否為NULL，如果為NULL，則執行步驟206搬運結束，否則繼續步驟207；步驟206，搬運結束。
步驟207，DMA通道102的功能是搬運配置數組中的一項到主DMA通道對應的參數區中。
步驟208，搬運完成後，DMA通道102的參數區中的源地址會被更新指向配置數組中的下一項，如果所有配置數組的所有配置信息搬運完成，則DMA通道102的參數區被自動連接更新為NULL。
步驟209，DMA通道102搬運了一份配置信息到主DMA通道對應的參數區中後，會自動連結到了DMA通道103，DMA通道103功能是打開主DMA通道。
步驟210，DMA通道103搬運結束後，會自動連結到了DMA通道104，DMA通道104會通過搬運數據達到設置DMA控制寄存器中的相應位，從而啟動主DMA通道的搬運。
步驟211，主DMA通道被啟動後，則開始按照參數區中指示的配置信息進行搬運。主DMA通道完成參數區中指明的搬運任務後，再次連結到DMA通道101。返回到步驟204。
以上步驟201為上電初始化完成，步驟202至203為搬運數據時CPU所需進行的工作，步驟204之後為DMA自動完成。
根據以上方法，數組中可以容納的元素個數我們可以根據需要進行調整，這樣我們就解決了配置數目受到限制的問題，這是因為非連續區域數據的傳送總能分解為若干個連續區域數據的傳送，配置數組只需配置這若干個元素就可以了。另外，我們在整個過程中只進行了一次直接的DMA通道的配置(即配置DMA通道102的參數)，其它配置信息都是填寫在配置數組中的，操作過程很快(因為此操作是在DSP的內存中進行的)。通過這樣的方式我們又解決了配置過程耗時的問題。
UTOPIA(Universal Test Operations PHY Interface for ATM)設備內部有一個信元發送隊列，用來存放需要發送的信元。當某個時刻到來時，我們需要通過UTOPIA設備發送若干個信元，這些信元的位置在內存分布上不連續，而且沒有規律。我們希望通過DMA通道發送信元，但是有兩個問題需要解決1)由於待發送的信元在內存分布上不連續，因此，如果通過DMA通道發送信元，則我們需要生成多個DMA的配置，用傳統的方法，顯然無法達到要求。
2)因為配置數目較多，如果配置過程都由DSP直接完成，那麼將消耗比較多的時間。
為了通過UTOPIA設備發送信元，這裡可以按照前面的方法使用5個DMA通道，即主DMA通道(用於向UTOPIA設備的發送隊列中搬運信元)、DMA_DIS(disable主DMA通道)、DMA_CFG(用於向主DMA通道對應的參數區中搬運發送信元時所需要的配置信息)、DMA_EN(作用和DMA_DIS現反)、DMA_ST(觸發主DMA通道的搬運過程)。這幾個通道通過DMA的「連結」特性被關聯起來，然後配置DSP內存中的配置數組，元素數目根據被分割為的連續區域的數目而定。
具體所做的工作如下1)在上電初始化時配置DMA_DIS通道、DMA_EN通道、DMA_ST通道。以上各通道的配置是，目的地址為DMA控制寄存器，源地址為具有特定內容特定的內存地址，且通道配置為具有連接屬性搬運完成後可自動加載參數的通道，且其「連結」的下一個通道的連結特性也需配置，即DMA_DIS通道連結到DMA_CFG通道，DMA_EN通道連結到DMA_ST通道，DMA_ST通道無「連結」屬性。
2)上電完成後需要發送若干個內存不連續的數據時，如需發送30個內存不連續的數據時，可設置配置數組，使其擁有30條配置信息，每條信息對應一個連續區域數據的發送，每份配置信息擁有具體主搬運通道參數區要求的源地址、目的地址、搬運長度等參數，即主搬運通道的「連結」屬性(其需連結到DMA通道DMA_DIS)。
3)設置DMA通道DMA_CFG的配置參數。搬運的目的地址是主DMA通道配置參數區的起始地址，搬運的源地址為配置數組的起始地址，搬運的數目為配置數組中有效配置的數目，搬運結束後連接的參數區為一空的參數區，該DMA通道配置為每觸發一次搬運，只搬運主DMA通道的一份配置信息，源地址直接指向配置數組的下一條目，然後直接「連結」到DMA通道DMA_EN。
通過以上配置，用CPU觸發DMA_DIS通道搬運，就啟動了該DMA鏈，然後會自動完成了該非連續區域數據的搬運，後續操作就不需CPU進行幹預了。這樣就解決了DMA通道數目少的問題，並且不必對各DMA通道直接進行配置，減少了CPU的幹預時間，提高了整個數據傳輸的性能。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明的實施範圍；凡是依本發明所作的等效變化與修改，都被本發明的專利範圍所涵蓋。
權利要求
1.一種數位訊號處理器上實現非連續區域數據自動搬運的方法，其特徵在於，設置一個配置數組，數組的每個元素為搬運數據的存儲器直接訪問主通道進行一次搬運的配置信息，利用存儲器直接訪問通道作為配置通道來將所述配置信息配置給所述主通道，利用存儲器直接訪問通道作為控制通道來控制所述主通道，從而實現使用存儲器直接訪問通道來配置存儲器直接訪問通道。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述控制通道包括分別用於關閉、打開、和觸發所述主通道的第一、第三和第四通道。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述存儲器直接訪問通道具有連接功能所述存儲器直接訪問通道的配置參數區中的配置能夠從指定的位置重新加載；所述通道的搬運能夠相互串接起來，一個通道搬運結束後能夠自動觸發另外一個通道的搬運；所述主通道、第一通道、配置通道、第三通道和第四通道順次連結。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，如果所述配置通道完成所述配置數組的所有配置信息的搬運，則所述配置通道的參數區被自動連接更新為空。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，進一步包括以下步驟步驟一、在系統上電時完成所述第一、第三和第四通道的配置；步驟二、按照具體數據搬運的內容設置所述配置數組，使一份所述配置信息對應所述主通道的對一塊連續區域數據的一次搬運；步驟三、設置所述配置通道的配置參數；步驟四、數位訊號處理器通過設置存儲器直接訪問控制寄存器中的相應位來啟動所述第一通道的搬運；步驟五、所述第一通道搬運完成後關閉了所述主通道，並自動連結到所述配置通道；步驟六、判斷所述配置通道的參數區是否為空，是則搬運結束，否則執行步驟七；步驟七、所述配置通道搬運所述配置數組中的一份所述配置信息到所述主通道的對應參數區中；步驟八、所述配置通道自動連結到用於打開所述主通道的所述第三通道；步驟九、所述第三通道搬運結束後自動連結到所述第四通道，所述第四通道通過搬運數據達到設置存儲器直接訪問控制寄存器中的相應位，從而啟動所述主通道的搬運；步驟十、所述主通道被啟動後，則開始按照參數區中的所述配置信息進行搬運；步驟十一、所述主通道完成參數區中指明的搬運任務後，再次連結到所述第一通道，返回到步驟五。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述步驟一由上電初始化完成，所述步驟二至步驟四由CPU完成，所述步驟五至步驟十一由存儲器直接訪問通道自動完成。
7.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，在所述步驟七中，所述配置通道搬運所述配置信息到所述主通道的對應參數區後，所述配置通道的參數區中的源地址會被更新指向配置數組中的下一項，如果所有配置數組的所有配置信息搬運完成，則所述配置通道的參數區被自動連接更新為空。
8.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述步驟三進一步包括所述配置通道搬運的目的地址是所述主通道配置參數區的起始地址，搬運的源地址為配置數組的起始地址，搬運的數目為配置數組中有效配置的數目，搬運結束後連接的參數區為一空的參數區。
9.一種數位訊號處理器上實現非連續區域數據自動搬運的裝置，其特徵在於，包括分別作為主通道、配置通道和控制通道的多個存儲器直接訪問通道；所述主通道用於搬運數據；所述配置通道設置有一個配置數組，數組的每個元素為所述主通道進行一次搬運的配置信息，所述配置通道用於將所述配置信息配置給所述主通道；所述控制通道用於控制所述主通道，從而實現使用存儲器直接訪問通道來配置存儲器直接訪問通道，減少了數位訊號處理器對存儲器直接訪問通道直接配置的次數。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述存儲器直接訪問通道具有連接功能所述存儲器直接訪問通道的配置參數區中的配置能夠從指定的位置重新加載；所述存儲器直接訪問通道具有連結功能所述通道的搬運能夠相互串接起來，一個通道搬運結束後能夠自動觸發另外一個通道的搬運；所述控制通道包括分別用於關閉、打開和觸發所述主通道的第一、第三和第四通道；所述主通道、第一通道、配置通道、第三通道和第四通道順次連結。
全文摘要
本發明公開了一種數位訊號處理器上非連續區域數據自動搬運的方法及裝置，其特點在於，設置一個配置數組，數組的每個元素為搬運數據的存儲器直接訪問主通道進行一次搬運的配置信息，利用存儲器直接訪問通道作為配置通道來將所述配置信息配置給所述主通道，利用存儲器直接訪問通道作為控制通道來控制所述主通道，從而使用存儲器直接訪問通道來配置存儲器直接訪問通道，減少了數位訊號處理器對存儲器直接訪問通道直接配置的次數。本發明只需在數據傳送開始進行一次參數配置，在數據傳輸過程中不必由CPU再進行存儲器直接訪問通道的參數配置，節約了CPU的資源，使得在通道較少時仍能自動完成非連續區域數據的搬運。
文檔編號G06F13/28GK101017468SQ200610011319
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月10日 優先權日2006年2月10日
發明者殷力殷, 白曉寧 申請人:中興通訊股份有限公司