3、DMA方式的工作流程

　　DMA工作方式下的流程見圖2具體可以劃分為如下4個：主要部 分。

　　1） DMA傳送開始前的準備工作

　　內核開始進行DMA傳送之前，首先執行一系列的IO指令用來檢測外設的狀態，初始化寄存器。根據設備傳輸速度的不同。在控制寄存器中設置是否需要等待外設請求信號進行同步。

　　在設計中，采用兩種請求方式來開啟DMA傳送：軟件DMA請求和硬件DMA請求。軟件DMA請求一般用來進行速度較快的設備之間的數據傳送，假定設備一直處于準備好狀態可以隨時進行數據的傳輸，比如存儲器;硬件DMA請求則需要等待外設的請求信號到來時才能進行DMA傳輸，一般用于速度較慢的設備之間的數據傳輸。在這種方式下，DMA響應設備的請求之后，還會發送響應信號給等待的外設。通過在控制寄存器里面設置一個信息位，預先設置好當前通道的傳輸是否需要硬件請求信號，即可實現這兩種方式的傳輸。寄存器還設置地址改變的方式。數據傳送的大小等等信息，初始化完畢后，內核維續執行其他操作，等待外設數據準備好或者等待DMA控制發送總線請求信號。

　　2） 獲取總線使用權

　　DMA跟CPU共用一套總線，并且二者都可以作為總線的主控設備，因此，在進行訪問的時候，需要考慮到總線使用權的問題，獲得總線使用權的設備占用總線進行傳輸，其余設備等待。DMA通道使能信號有效或者外圍設備發送DMA請求信號的時候，DMA發送總線請求信號給內核。要求獲得總線的使用權。

　　內核響應總線請求信號以后，如果存在多個模需要先進行優先級模塊同時請求DMA訪問的時候，判斷。通道之間的優先級可通過寄存器編程，具有最高優先級的通道獲得總線的使用權，發送響應信號給對應外設，并發送總線忙信號告知其他模塊總線正在被占用。這時，CPU的操作仍可繼續進行，遇到需要使用該總線就進入等待。

　　3）驅動地址、數據總線進行DMA傳送

　　獲得總線使用權的通道通過地址寄存器驅動地址總線，選擇源設備與目的設備，并發送讀寫控制信號，同時通過數據總線發送或者接收數據。

　　DMA的數據傳輸方式有兩種：存儲轉發方式和直接數據傳輸方式。對于慢速的設備，采用存儲轉發的模式，即先將數據接收到控制器中的數據緩沖器，然后再將數據發送到目的設備;對于高速的外圍設備，當源地址跟目的地址指向的不是同一設備時，可以采取直接數據傳輸的模式，數據直接從源設備讀出并寫往目的設備，這樣可以有效地節省時間，最佳的使用方案是將這兩種方式有效結合起來進行傳輸。

　　每傳輸完一次數據，源地址。目的地址相應改變。計數器遞減，如果數據沒有傳輸完，維續進行傳送，否則，轉入下一步操作。DMA傳送完畢后的處理工作

　　4）通道上的數據傳輸完畢后，DMA控制器釋放總線，總線請求信號。總線忙信號無效，并采用專門的機制向內核提出中斷，以便內核處理器重新獲得總線的使用權并執行相應的操作。

　　但是，中斷提出并被響應以后，處理器就要轉向執行中斷服務子程序，需要占用處理器的執行時間。一種有效的方法是對每個通道設置中斷屏蔽寄存位，數據傳輸完畢的時候，在不要處理器響應時禁止通道提出中斷請求。每一個通道都有對應的狀態寄存器，用來表示當前數據是否傳輸完畢。只有通道的數據傳輸完畢，并且該通道對應的屏蔽位無效的時候，該通道的中斷請求信號才有效，，各個通道中斷請求信號相或，如果結果有效，就向內核發送中斷請求，否則DMA傳輸繼續進行。

　　4、DMA控制器設計實現

　　基于前面對DMA控制器工作流程的詳細分析。運用SystemC 語言，建立DMA控制器的Cye le-Accurat級參考模型。控制器由以下幾個模塊組成：寄存器賦值、狀態轉換。輸出模塊和頂層模塊。具體工作過程可以參考如圖3所示的有限狀態機。

　　5 結束語

　　設計完畢，采用Mode1Sim61進行系統功能仿真驗證。片內存儲器采用工具生成的SRAM模塊，輸入激勵中需要的地址。數據均采用隨機生成的方式進行，對各個通道的寄存器進行隨機的初始化賦值后，發送DMA傳送請求信號，分析讀寫的數據是否正確，進行驗證。結果表明，文中設計的DMA控制器功能正確并且具有較好的性能。