multiple block write - 適應(yīng)多種時序的DMA控制器設(shè)計

　　如前所述，每次multiple block write要向卡寫入10個block數(shù)據(jù)，即10x512=5 120字節(jié)。為了提高寫卡速度，基帶芯片首先向DMA存儲器中寫入1個block數(shù)據(jù)，然后向SD卡發(fā)出CMD25(multi block write command)。當(dāng)SD卡控制器發(fā)出CMD25并接收到該命令的應(yīng)答信號后，立即向DMA控制器發(fā)出dma_req信號，準(zhǔn)備從DMA存儲器中讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)DMA控制器監(jiān)測到dma_req為1且dma_write為0后，將依次進(jìn)入狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3、狀態(tài)4。在狀態(tài)4中，其會檢查基帶芯片的寫信號host_dma_wr是否有效，如無效，其將從DMA存儲器中讀取當(dāng)前地址的數(shù)據(jù)，然后再將DMA存儲器的地址加1并進(jìn)入狀態(tài)5;如 host_dma_wr有效，則DMA控制器將等待一個時鐘周期，在下個時鐘的上升沿再去判斷host_dma_wr的極性，若其失效再讀DMA存儲器。也就是說基帶芯片對DMA存儲器的操作有更高優(yōu)先級，利用這個辦法就可以使基帶芯片和SD卡控制器可以盡量并行工作以加快寫卡速度。在狀態(tài)5中，DMA讀狀態(tài)機(jī)做如狀態(tài)4的操作，這是因為dma_rdata的數(shù)據(jù)線寬度為32位，而dma_memory_data-out的數(shù)據(jù)線寬度是16位，所以必須要讀2次DMA存儲器再做一次DMA讀傳送。在狀態(tài)6中，DMA狀態(tài)機(jī)將向SD卡控制器發(fā)出dma_ack(數(shù)據(jù)使能信號)和dma- rdata[31：0]，隨后進(jìn)入狀態(tài)7。在狀態(tài)7中，DMA狀態(tài)機(jī)將做3個重要判斷，首先其判斷dma-cnt是否等于dma_num，如相等則意味著 SD卡控制器在本次多block操作中已經(jīng)讀取了全部5 120個字節(jié)數(shù)據(jù)，狀態(tài)機(jī)將回到初始狀態(tài)以準(zhǔn)備下一次DMA操作;若不相等，則判斷dma_c-nt是否等于dma_in_cnt，若dma_cnt等于 dma_in_cnt，則意味著基帶芯片寫入DMA存儲器的所有數(shù)據(jù)均已被SD卡控制器讀出，DMA存儲器已經(jīng)為空，但數(shù)據(jù)量還沒有達(dá)到5 120字節(jié)，DMA狀態(tài)機(jī)將進(jìn)入狀態(tài)8即等待狀態(tài)，只有基帶芯片寫入新的數(shù)據(jù)后，SD卡控制器才能回到狀態(tài)4繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)，這個分支主要是應(yīng)用于SD卡控制器寫卡速度快于基帶芯片寫DMA存儲器的情況;若dma_cnt不等于dma_in_cnt，則DMA狀態(tài)機(jī)將檢查dma_req信號的極性，如其為 1，狀態(tài)機(jī)將轉(zhuǎn)至狀態(tài)4讀取下一個32位數(shù)據(jù)，如為0則意味著此時SD卡控制器寫卡的速度要慢于DMA讀數(shù)據(jù)的速度，其前面通過DMA接口讀出的數(shù)據(jù)還沒有完全寫入SD卡，所以SD卡控制器將暫停從DMA存儲器中讀取數(shù)據(jù)，DMA控制器的狀態(tài)機(jī)也將在狀態(tài)7處于等待狀態(tài)，等待dma_req重新為1。當(dāng) dma_req再次為1后，狀態(tài)機(jī)將回到狀態(tài)4開始新的32位數(shù)據(jù)的DMA讀操作。最后，當(dāng)?shù)? 119和5 120個字節(jié)被從DMA存儲器讀出后，DMA狀態(tài)機(jī)將在狀態(tài)7中檢查到dma_cnt=dma_num，標(biāo)志至此，DMA狀態(tài)機(jī)完成了一次DMA讀操作的全過程。SD卡控制器將向基帶芯片發(fā)出中斷信號，基帶芯片響應(yīng)該中斷后將啟動下一個讀卡或?qū)懣ǖ拿?。其讀狀態(tài)流程圖如圖2所示。

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　　2.2.2 multiple block read

　　在該圖像協(xié)處理器中每次multiple block read要從卡讀出10個block數(shù)據(jù)并將其全部寫入DMA存儲器當(dāng)中。當(dāng)處于初始狀態(tài)(狀態(tài)0)的DMA狀態(tài)機(jī)發(fā)現(xiàn)dma_req為1且 dma_write信號為1時，即明確SD卡控制器將開始DMA寫操作，其將依次進(jìn)入狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3、狀態(tài)4。在狀態(tài)1中，DMA狀態(tài)機(jī)會向SD 卡控制器發(fā)出dma_ack信號，由于存儲器讀存在延時，SD卡控制器將在此后的第二個時鐘上升沿(即DMA狀態(tài)機(jī)在狀態(tài)3時)送出dma_wdata。 DMA控制器將dma_wdata暫存一個時鐘周期后，會在狀態(tài)4和狀態(tài)5中把此32位數(shù)據(jù)依次寫入DMA存儲器，dma_memory_addr也將在這兩個狀態(tài)分別加1。在狀態(tài)7中，DMA控制器也將做2個判斷，首先會判斷dma_cnt和dma_num是否相等，若相等說明本次 multipleblock read的全部5 120字節(jié)數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入DMA存儲器中，DMA狀態(tài)機(jī)將回到狀態(tài)0等待下一次DMA操作指令;若不相等，則判斷dma_req是否為1，如果為1則意味著繼續(xù)做本次DMA寫操作，DMA狀態(tài)機(jī)也將回到狀態(tài)1，開始下一個32位數(shù)據(jù)的寫入;如果dma_req為0則說明SD卡控制器讀卡的速度較慢，暫時還沒有新的32位數(shù)據(jù)要寫入，DMA狀態(tài)機(jī)也將在狀態(tài)7處于等待狀態(tài)，直至dma_req再次為1，狀態(tài)機(jī)才回到狀態(tài)1，開始寫入下一個32位的數(shù)據(jù)。最后當(dāng) DMA控制器在狀態(tài)7時發(fā)現(xiàn)dma_cnt和dma_num相等，意味這本次DMA操作已經(jīng)完成，SD卡控制器也將向基帶芯片發(fā)出中斷信號，基帶芯片響應(yīng)該中斷后將從DMA存儲器中讀取此5 120字節(jié)數(shù)據(jù)。其寫狀態(tài)流程圖如圖3所示。

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