專利名稱：：低速dma接口的片上系統(tǒng)和內(nèi)存訪問方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及片上系統(tǒng)，具體地說涉及低速模塊的內(nèi)存訪問。
背景技術(shù)：
：隨著片上系統(tǒng)(SOC)的發(fā)展，一顆芯片內(nèi)所集成的模塊也越來越多，其對內(nèi)存訪問的需求也越來越高。因此，如何為各個模塊提供一種簡單統(tǒng)一的內(nèi)存訪問機(jī)制對于芯片設(shè)計的效率，可靠性，復(fù)用性都顯得越來越重要。一般來說，高速模塊訪問內(nèi)存大多采用類似AHB(AdvancedHigh-performanceBus)總線，而低速模塊訪問內(nèi)存大多通過一個專用DMA(directmemoryaccess)控制器。圖1示意了一種低速才莫塊訪問內(nèi)存的現(xiàn)有技術(shù)方案。如圖1所示，該控制器利用類似APB(AdvancedPeripheralBus)總線從低速模塊中讀取其寄存器，然后再通過AHB總線(或其他總線)訪問內(nèi)存。由于DMA控制器是通過類似APB總線來讀取低速模塊的數(shù)據(jù)的，涉及時鐘域轉(zhuǎn)化、總線仲裁等環(huán)節(jié)，每個數(shù)據(jù)所需等待時間比較長，因此該速度有時又無法滿足低速模塊的瞬時速度需求，導(dǎo)致該低速模塊需要相當(dāng)大的緩存。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服以上所述的DMA通過類似APB總線讀取再訪問內(nèi)存的缺點。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種片上系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括低速模塊、DMA控制器、總線仲裁單元和內(nèi)存，其特征在于低速模塊與DMA控制器之間采用DMA接口，該DMA接口以翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，以便低速模塊通過總線仲裁單元向內(nèi)存發(fā)起DMA請求。在第一方面中，優(yōu)選的是，DMA接口包括低速模塊向DMA控制器發(fā)出的DMA寫請求信號，DMA寫請求信號是所述的翻轉(zhuǎn)信號。進(jìn)一步優(yōu)選的是，DMA接口包括DMA請求信號從低速模塊時鐘過渡到DMA時鐘的同步器；并且/或者，DMA接口包括基于DMA寫請求信號產(chǎn)生的寫準(zhǔn)備好信號，該寫準(zhǔn)備好信號經(jīng)同步后發(fā)給低速模塊，以便低速模塊進(jìn)行下次數(shù)據(jù)傳送；并且/或者，DMA接口包括DMA停止信號，基于該信號DMA控制器需要將其緩存中的來自XXX模塊的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存。還優(yōu)選的是，DMA接口包括低速模塊向DMA控制器發(fā)出的DMA讀請求信號和DMA控制器向低速模塊發(fā)出的讀數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號，該讀數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號是所述的翻轉(zhuǎn)信號。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種片上系統(tǒng)的DMA內(nèi)存訪問方法，所述方法包括低速模塊與DMA控制器之間采用翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，以便低速模塊通過總線仲裁單元向內(nèi)存發(fā)起DMA請求的步驟。本發(fā)明采用翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，可以方便的支持諸如跨時鐘域的DMA請求。并且，DMA模塊將該請求標(biāo)準(zhǔn)化為內(nèi)部數(shù)據(jù)總線信號，便于集成和復(fù)用。由于沒有采用APB總線，數(shù)據(jù)讀寫所需要的等待時間可預(yù)計。下面將參照附圖對本發(fā)明的具體實施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明，其中圖1示意了一種低速模塊訪問內(nèi)存的現(xiàn)有技術(shù)方案；圖2示意了本發(fā)明的低速模塊訪問內(nèi)存的圖3是圖2所示的低速模塊和DMA控制器之間接口信號及其時序圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的低速模塊寫內(nèi)存的接口邏輯示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的低速模塊讀內(nèi)存的接口邏輯示意圖。具體實施例方式針對DMA通過類似APB總線讀取低速模塊寄存器再訪問內(nèi)存的缺點，本發(fā)明提出一種DMA控制器和一般低速模塊之間的直接DMA請求，并支持跨時鐘域特性。圖2是本發(fā)明的低速模塊訪問內(nèi)存的示意圖。如圖2所示，低速模塊與DMA控制器之間釆用DMA接口，該DMA接口以翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，以便低速模塊通過總線仲裁單元向內(nèi)存發(fā)起DMA請求。接下來，以具備讀/寫通道的DMA控制器為例，說明根據(jù)本發(fā)明的DMA接口。假設(shè)低速沖莫塊為XXX,其工作時鐘為xxx-clk;DMA模塊工作時鐘為dma-clk，并且dma—clk頻率>=xxx_clk。需要說明，這里的"低速"是低速模塊相對DMA控制器而言的，并不意味著低速模塊自身的速度低。圖3是本發(fā)明DMA接口的示意性接口信號及其時序圖。首先看DMA模塊的寫通道。寫通道涉及四個信號，分別是xxx—dma—wreq,xxx—dma—wstop,xxx—dma—wdata和dma_xxx—wready。下表是這些信號的屬性列表。信號寬度輸入/輸出所屬時鐘xxx-dma—wreq1輸入xxx—clkxxx—dma—wstop1輸入xxx—clkxxx—dma—wdata數(shù)據(jù)寬度輸入xxx—clkdma—xxx—wready1輸出xxx—clk其中，xxx_dma—wreq是低速模塊向DMA控制器發(fā)出的寫請求信號。xxx-dma-wstop是低速模塊向DMA控制器發(fā)出的寫停止信號。xxx—dma—wdata是低速模塊向DMA控制器發(fā)出的待寫入內(nèi)存的數(shù)據(jù)。dma-xxx—wready是DMA控制器向低速模塊發(fā)出的寫準(zhǔn)備好信號。圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的低速模塊寫內(nèi)存的接口邏輯示意圖。如圖4所示，該寫內(nèi)存接口邏輯包括工作在低速時鐘xxx-clk下的第一D觸發(fā)器，以及工作在DMA時鐘dma-clk下的同步器和第二D觸發(fā)器。第一D觸發(fā)器的作用在于，當(dāng)寫數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好的時候，產(chǎn)生xxx-dma一wreq。xxx—dma—wreq是一組翻轉(zhuǎn)握手信號。這里之所以采用翻轉(zhuǎn)信號作為握手是因為可以方便的進(jìn)行跨時鐘域處理，而不需要更復(fù)雜的信號。當(dāng)?shù)退俚腦XX模塊需要通過DMA控制器來寫內(nèi)存，XXX模塊首先將xxx-dma-wdata送上數(shù)據(jù)總線，然后將xxx—dma—wreq信號翻轉(zhuǎn)一下。同步器的作用在于將xxx-dma-wreq信號同步一定時鐘以消除亞穩(wěn)態(tài)影響，獲得wreq_s2。在一個例子中，同步器由兩個串聯(lián)的D觸發(fā)器組成。第二D觸發(fā)器將wreq—s2信號在dma—clk時鐘域延遲一個時鐘(wreq—s3)和wreq_s2做一個異或，來獲得一個請求的脈沖信號wreq-pulse。也就是說，實現(xiàn)從翻轉(zhuǎn)信號到脈沖信號的轉(zhuǎn)換。之后，就可以利用該請求的脈沖信號wreq-pulse來采樣xxx—dma—wdata。在一個優(yōu)選實施例中，可以在采樣xxx—dma—wdata的時候返回一個寫準(zhǔn)備好dma—xxx-wready信號(未圖示)。dma—xxx—wready也是一組翻轉(zhuǎn)握手再傳遞給XXX才莫塊，以通知XXX模塊，WDATA已經(jīng)成功采樣，可以進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)傳送了。當(dāng)然，也可以通過固定時間延遲的方式來確定下一次數(shù)據(jù)傳送。DMA控制器在之后進(jìn)行內(nèi)存訪問等后續(xù)動作。再看時序3。假設(shè)Tl時刻，XXX模塊需要寫內(nèi)存，則首先需要將wdata給出，然后在T2時刻翻轉(zhuǎn)寫請求wreq信號，則wreq—s2信號最壞情況在(當(dāng)dma-clk頻率-xxx-clk頻率)T4時刻產(chǎn)生，則wreq-pulse在T5時刻產(chǎn)生；故而在T6時刻完成采樣；在這之前，T5已經(jīng)返還dma-xxx—wready信號，通過2次同步以后則T7時刻可以回到XXX模塊端；XXX模塊在T8時刻可以進(jìn)行下一次傳輸。因此一次傳輸周期最多為7個(當(dāng)xxx—clk頻率-dma-clk時)。如果xxx—clk頻率較小，則這個傳輸周期可以進(jìn)一步縮短。在一個例子中，信號xxx—dma-wstop表明XXX才莫塊需要結(jié)束DMA請求，DMA控制器需要將緩存中的任意長度的來自XXX模塊的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存。這個信號在如下場景中有較多作用串口從外部接收不定長數(shù)據(jù)，每收到例如l個字節(jié)，就傳給DMA控制器，DMA控制器的緩存中滿足例如4個字節(jié)就寫入內(nèi)存。當(dāng)串口檢測到一定時間沒有收到新的數(shù)據(jù)，則認(rèn)為外部通信停止，就通過xxx—dma—wstop信號通知DMA控制器，則DMA控制器將緩存中的不到4個字節(jié)的數(shù)據(jù)立刻全部寫入內(nèi)存。然后，看DMA模塊的讀通道。讀通道涉及三個信號，xxx-dma-rreq,xxx—dma—rdata，dtna—xxx_rready。下表是這些4言號的屬'l"生歹寸表。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>xxx-dma-rreq信號是低速的xxx才莫塊向DMA控制器發(fā)出的讀請求信f。xxx畫dma-rdataK&i46々xxx#g^:4#"^，fr(;!t4Hf"f"。dma—xxx陽rready是DMA控制器向xxx模塊發(fā)出的準(zhǔn)備好信號。圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的低速模塊讀內(nèi)存的接口邏輯示意圖。圖5的讀內(nèi)存的接口邏輯和圖4的寫內(nèi)存的接口邏輯結(jié)構(gòu)相似，不同之處僅在于方向不同。其中，握手中rreq的同步機(jī)制與寫通道的wreq—樣，故此不復(fù)贅述。Y旦讀通道的差別在于，dma-xxx-rready信號同時對應(yīng)dma-xxx_rdata,告知XXX模塊，dma—xxx—rdata已經(jīng)有效，可以讀耳又了。結(jié)合圖3的時序圖可以看到，當(dāng)?shù)退俚膞xx模塊在時刻Tl向DMA控制器發(fā)出讀請求之后，需要等待直至DMA控制器從內(nèi)存中讀出相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)DMA控制器在例如T8時刻讀到數(shù)據(jù)，則在接下來的T9時刻發(fā)出dma—xxx—rready信號，基于該dma—xxx—rready產(chǎn)生rready—pulse,通知低速模塊讀取數(shù)據(jù)。下一次的讀請求也是通過翻轉(zhuǎn)讀請求信號xxx—dma—rreq完成。本發(fā)明采用翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，可以方便的支持跨時鐘域DMA請求。并且DMA模塊將該請求標(biāo)準(zhǔn)化為內(nèi)部數(shù)據(jù)總線信號，便于集成和復(fù)用。但是，每個低速模塊和DMA控制器之間必須增加一個DMA接口，而不是直接利用同一的內(nèi)部低速總線(類APB總線)。此外，需要指出，本發(fā)明同樣可適用于同時鐘域的DMA請求。由于是同時鐘域，同步器將不再需要。顯而易見，在此描述的本發(fā)明可以有許多變化，這種變化不能認(rèn)為偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，所有對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的改變，都包括在本權(quán)利要求書的涵蓋范圍之內(nèi)。8權(quán)利要求1.一種片上系統(tǒng)，包括低速模塊、DMA控制器、總線仲裁單元和內(nèi)存，其特征在于低速模塊與DMA控制器之間采用DMA接口，該DMA接口以翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，以便低速模塊通過總線仲裁單元向內(nèi)存發(fā)起DMA請求。2.如權(quán)利要求1所述的片上系統(tǒng)，其中包括D觸發(fā)器，所述翻轉(zhuǎn)信號采用D觸發(fā)器產(chǎn)生。3.如權(quán)利要求1所述的片上系統(tǒng)，其中包括另一D觸發(fā)器和異或門，所述另一D觸發(fā)器將翻轉(zhuǎn)信號延遲，所述異或門將所述翻轉(zhuǎn)信號和延遲后的翻轉(zhuǎn)信號異或，產(chǎn)生脈沖信號。4.如權(quán)利要求1所述的片上系統(tǒng)，其中DMA接口包括低速模塊向DMA控制器發(fā)出的DMA寫請求信號，DMA寫請求信號是所述的翻轉(zhuǎn)信號。5.如權(quán)利要求4所述的片上系統(tǒng)，其中DMA接口包括DMA請求信號從低速模塊時鐘過渡到DMA時鐘的同步器。6.如權(quán)利要求4所述的片上系統(tǒng)，其中DMA接口包括基于DMA寫請求信號產(chǎn)生的寫準(zhǔn)備好信號，該寫準(zhǔn)備好信號經(jīng)同步后發(fā)給低速模塊，以便低速模塊進(jìn)行下次數(shù)據(jù)傳送。7.如權(quán)利要求4所述的片上系統(tǒng)，其中DMA接口包括DMA停止信號，基于該信號DMA控制器需要將其緩存中的來自XXX模塊的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存。8.如權(quán)利要求1所述的片上系統(tǒng)，其中DMA接口包括低速模塊向DMA控制器發(fā)出的DMA讀請求信號和DMA控制器向低速模塊發(fā)出的讀數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號，該讀數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號是所述的翻轉(zhuǎn)信號。9.如權(quán)利要求8所述的片上系統(tǒng)，其中包括讀數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號從DMA時鐘過渡到低速模塊時鐘的同步器。10.如權(quán)利要求5或9所述的片上系統(tǒng)，其中所述同步器由串聯(lián)的D觸發(fā)器產(chǎn)生。11.一種片上系統(tǒng)的DMA內(nèi)存訪問方法，所述方法包括j氐速才莫塊與DMA控制器之間采用翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，以便低速模塊通過總線仲裁單元向內(nèi)存發(fā)起DMA請求的步驟。12.如權(quán)利要求11所述的DMA內(nèi)存訪問方法，其中包括將翻轉(zhuǎn)信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號的步驟。13.如權(quán)利要求11所述的DMA內(nèi)存訪問方法，其中所述翻轉(zhuǎn)信號是低速模塊向DMA控制器發(fā)出的DMA寫請求信號。14.如權(quán)利要求13所述的DMA內(nèi)存訪問方法，其中所述方法包括基于DMA寫請求信號產(chǎn)生寫準(zhǔn)備好信號，并且將該寫準(zhǔn)備好信號同步后發(fā)給低速模塊，以便低速模塊進(jìn)行下次數(shù)據(jù)傳送。15.如權(quán)利要求13所述的DMA內(nèi)存訪問方法，其中包括低速模塊向DMA控制模塊發(fā)送DMA停止信號，以便DMA控制器將其緩存中的來自低速模塊的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存的步驟。16.如權(quán)利要求13所述的DMA內(nèi)存訪問方法，其中包括從低速模塊時鐘過渡到DMA時鐘的同步步驟。17.如權(quán)利要求11所述的DMA內(nèi)存訪問方法，其中低速模塊與DMA控制器之間采用翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，以便低速模塊通過總線仲裁單元向內(nèi)存發(fā)起DMA請求的步驟包括低速模塊向DMA控制器發(fā)出DMA讀請求信號的步驟，和DMA控制器向低速模塊發(fā)出讀數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號的步驟，該讀數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號是所述的翻轉(zhuǎn)信號。18.如權(quán)利要求17所述的DMA內(nèi)存訪問方法，其中包括讀數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號從DMA時鐘過渡到低速模塊時鐘的同步步驟。全文摘要本發(fā)明提供一種片上系統(tǒng)及其DMA內(nèi)存訪問方法。該系統(tǒng)包括低速模塊、DMA控制器、總線仲裁單元和內(nèi)存，其特征在于低速模塊與DMA控制器之間采用DMA接口，該DMA接口以翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，以便低速模塊通過總線仲裁單元向內(nèi)存發(fā)起DMA請求。本發(fā)明采用翻轉(zhuǎn)信號作為握手信號，可以方便的支持諸如跨時鐘域的DMA請求。并且，DMA模塊將該請求標(biāo)準(zhǔn)化為內(nèi)部數(shù)據(jù)總線信號，便于集成和復(fù)用。由于沒有采用APB總線，數(shù)據(jù)讀寫所需要的等待時間可預(yù)計。文檔編號G06F13/28GK101510182SQ20091008138公開日2009年8月19日申請日期2009年4月3日優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日發(fā)明者李曉強(qiáng)申請人:北京中星微電子有限公司