DMA在内存间数据拷贝中的应用及其性能分析

在嵌入式系统中,进行大批量的数据拷贝操作会占用很多CPU资源,降低了系统响应速度.直接存储器存取(DMA)是一种高效的I/O(输入输出)方式,具有传输速度快、CPU资源消耗低的特点.使用DMA方式进行数据传输可以占用较少的CPU资源,同时获得较快的系统的响应速度和数据拷贝速率.因此可以将DMA方式应用到需要许多数据拷贝的场合.本文分析了DMA的原理和嵌入式处理器中DMA控制器(DMAC)的特点,给出了DMA应用的一些实例和内存之间使用DMA方式进行数据拷贝的性能分析.     

RDMA技术分析

直接内存访问(DMA)方式,是一种完全由硬件执行I／O交换的工作方式。在这种方式中,DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制,数据交换不经过CPU,而直接在内存和I／O设备之间进行。DMA工作时,由DMA控制器向内存发出地址和控制信号;进行地址修改;对传送字的个数计数;并且以中断方式向CPU报告传送操作的结束。DMA方式一般用于高速传送成组的数据。     

嵌入式音频处理器中DMA控制器的设计

高性能的DMA控制器是音视频等多媒体处理器的重要组成部分。通过分析DMA控制器在嵌入式音频处理HiPAP中担负的数据传输任务及数据特点,设计了面向AMBA AHB总线的双通道高性能的DMA控制器。在FPGA平台上的实际运行结果显示,该DMA控制器的数据传输性能比使用CPU至少提升了45%。     

基于DMA的大批量数据快速传输模块设计

针对Altera公司SOPC解决方案中,DMA模块无法直接读/写FPGA外设的情况,提出了基于Avalon总线流传输模式的通用DMA读/写控制模块的设计,设计了两个自定义外设,实现了DMA对FPGA外设的高速数据存取和Nios II与FPGA大批量数据的快速传输。介绍了Avalon-MM总线规范,阐述了系统架构以及DMA读控制器的设计,测试结果表明,该方法是一种高效可行的解决方案。     

机载TDI CCD相机高速图像实时存储系统

介绍了用于一种机载TDI CCD相机的高速图像实时存储系统的设计方案。系统中CCD相机图像数据经过数据缓存器缓存后传递给DMA控制器,再经过SCSI协议控制器写入SCSI硬盘中。利用VHDL语言对FPGA芯片编程实现主控制器和DMA控制器功能,从而协调SCSI协议处理器实现数据的存储。经过实验验证,该系统能够满足机载TDI CCD相机的高速图像实时存储要求。     

基于Crossbar的多通道DMA控制器设计与实现

本文给出了一种基于Crossbar的多通道DMA控制器的设计方案,它能有效地提高DMA数据传输的效率和减少系统CPU的中断次数,保证多核SOC系统的任务执行效率及传输接口的通信实时性。经FPGA验证表明,所设计的多通道DMA控制器比传统的DMA有更好的效能及性价比。     

一种基于SoPC的FPGA在线测试方法

针对Altera公司现有FPGA在线测试方法无法适应大批量测试／激励数据自动传输的情况,论文提出了一种基于SoPC的FPGA在线测试方法,该方法采用NiosⅡ控制数据传输过程、DMA协助数据传输、FIFO作为数据暂存,采用自定义外设完成了DMA模块与FIFO的接口设计,从而DMA可以直接操作FIFO,测试结果表明该方法是一种可行且高效的FPGA在线测试方法。创新性在于充分利用JTAG接口完成FPGA的在线测试,同时测试数据能够写入PC中的文件／激励数据从文件读出。     

TMS320C6000的DMA技术

采用直接存储器访问(DMA)技术进行数据传输,将数字信号处理器(DSP)从大量的数据传输任务中解放出来,专门从事信号处理任务,将会大大提高系统性能。本文介绍了TMS320C6000系列DMA控制器特点和工程实现,并给出了应用实例。     

一种有效的高速数据采集方式

随着电子技术的发展,在智能化系统中要求传送的数据量愈来愈大,速度愈来愈快,所以设计性能优良的高速数据采集电路一直是电子设计中的一个关键技术。给出了利用FPGA实现DMA方式的高速数据采集电路的设计思想,工作原理和实施方案。把FPGA用作DMA控制器、采集控制器和总线控制器。该设计有效地解决了单片机应用领域中速度较慢的CPU和高速的A/D转换器之间的速度配合问题,具有电路设计简单、可靠性高、传输速度快等特点,而且特别适用于采集大量数据的情况。时序仿真和实际应用都证明了设计的正确性,从而解决了在单片机系统中较难解决的问题。     

基于MPC5634的汽车控制器多路AD采样的设计

分析了以飞思卡尔32位PowerPC微控制器MPC5634为核心的汽车控制器多路采样的功能,介绍了MPC5634中eQADC模块和DMA模块的工作机制。针对MPC5634进行多路模拟信号采集量大的问题,提出了一种利用DMA模块协作完成多路采样的方法。针对采集信号有偏差的问题,提出了一种利用MAC单元进行校正的方法。通过测试表明,该系统运行可靠稳定,能够及时准确地采集多路的模拟信号,并降低了主CPU的负荷。     

基于DMA的高速数据闪存阵列的设计

针对测控系统中海量数据的快速存储,设计了一种基于DMA的数据存储阵列系统。它是以FPGA为平台构建的SOPC系统,内含软核处理器Microblaze和包含DMA控制器的用户自定义IP,其中DMA控制器实现了对闪存阵列的编程命令、地址的传输,以及存储阵列的流水线编程,提高了传统的由CPLD与单片机组成的存储测试系统的速度。     

基于SoPC的嵌入式DVR监控系统设计

介绍了基于VW2010编解码芯片、FPGA和Nios Ⅱ CPU的嵌入式MPEG-4 DVR监控系统的模块化设计，并在此基础上进一步介绍了NiosⅡ CPU对VW2010芯片的控制。     

基于DSP/BIOS的DMA/McBSP多路实时语音I/O的实现方法

多路语音的输入输出问题是所有语音处理系统的首要问题,本文通过具体的应用实例,介绍了基于DSP芯片的信号处理系统如何利用先进的DMA和串口硬件技术高效地实现实时数据的输入和输出方法.工作在TI的集成开发环境CCS2.0中进行,利用其提供的DSP/BIOS底层支持,针对PCM格式的语音信号,在TMS320VC5402硬件平台上,开发完成了中断配合DMA高效实时I/O软件,平均每路语音占用CPU时间不到1‰.     

基于TMS320VC5402 DMA的数据采集系统

本文介绍了TMS320VC5402的DMA特点，给出了一种实用的TMS320VC5402DMA结合多通道缓冲串行口(McBSP)组成的数据采集系统的设计方案。应用结果表明，该设计具有设计灵活、硬件简单、CPU执行效率高的特点。     

嵌入式SoC中的DMA控制器的设计与优化

当前，嵌入式微处理器已从单一功能转向集成更多功能的片上系统(SoC)。新增和改进功能往往意味着大量的数据传输，使得I／O设备和存储器之间的数据交换成为新的瓶颈，直接存储器存取(DMA)技术可以有效地缓解这一瓶颈并提高数据传输效率。文中主要介绍一种嵌入式SoC中的DMA控制器的设计，分析了DNA控制器在一个具体应用中的运行性能，并在原有基础上进行了优化，根据部分外设的数据吞吐量提出了DMA与AC97控制器之间的专用通道思想，实现音频数据的实时传输，以满足系统需求，并给出了实验数据。     

基于PDIUSBD12的高速USB数据交换设备

文章详细解释了如何使用USB接口芯片PDIUSBD12的DMA功能，大幅提升数据传输速率；同时介绍了利用VerilogHDL在CPLD上实现DMA控制器的方法。     

新型嵌入式处理器NiosⅡ在电机伺服控制中的应用

Nios Ⅱ系列嵌入式处理器是Altera公司的32位RISC结构CPU.文章介绍了NiosⅡ的结构特点及开发流程,利用NiosⅡ软核设计了一个嵌入式直流无刷电机伺服控制系统.该系统充分利用Nios处理器集成度高、灵活性强、运算速度快的特点,实现了单个芯片完成可编程片上系统（SOPC）,具有灵活、稳定、高效率等特点,而且系统本身结构极为紧凑.该系统已成功应用于机器人仿人灵巧手系统.     

基于TMS320VC5502+USB2.0的数据采集与传输系统

设计了一种以TMS320VC5502 DSP为核心处理器的数据采集与传输系统.ADC芯片采用SPI协议与MCBSP接口,充分利用了DSP芯片的现有资源;并利用DMA控制数据采集,使得DMA与CPU处理器并行工作.DSP处理过的数据经USB口传回PC,传输数据量大,速度快.实验证明:该系统具有性能高、功耗低等优点,在工业现场有较高的实用价值.     

DMA在JPEG编码数据传输中的低开销技术

随着图像、音视频数据的编解码从软件实现转向硬件实现,数据传输的效率以及DMA（Direct Memory Access）技术的性能显得越来越重要。以JPEG编码IP为例,针对多媒体数据存储特点以及编码IP内部存储缓冲区的结构特点,设计了减少内存开销和CPU时间开销的DMA技术。利用上述技术,将读取待编码数据所需的时空开销由O（N2）降至O（N）,将写回已编码数据的时空开销由O（N）降至O（1）。     

可适应多种时序情况的DMA控制器设计

在以SD卡为图像存储器件的图像协处理器中,基带芯片和SD卡控制器在速度上的差异经常会导致数据传输错误。为解决此问题,设计了一种可适应多种时序情况的DMA控制器。该DMA控制器的状态机,一方面对基带芯片和SD卡控制器的操作请求进行仲裁,在响应基带芯片请求的同时,适当推迟SD卡控制器的请求;另一方面对DMA读写的数据进行计数,并以此判断SD卡的一次多块读或多块写操作是否完成;最后对基带芯片和SD卡控制器的速度做出判断,必要时暂停速度较快一方的操作。实际工作表明,该DMA控制器能够在基带芯片和SD卡控制器之间正确传输数据并使读写SD卡的速度达到210 kB/s。