DSP中DMA操作的无阻塞请求实现

1、dsp中dma操作的无阻塞请求实现dma在应用中至关重要，本文给出了dma操作非堵塞的哀求办法，针对tms320c620x，实现了与csl中dat接口全都的驱动模块qdat，并指出了edma相关的高级特征。在dsp中，dma控制器实际是一个外设，与其他集成的串口、主机接口、片外内存接口等都在系统外设上，也与其他外设一样有一组相关的控制/状态/数据寄存器，cpu可以拜访。十分重要的一点是，dma通道能够用于内存之间的数据传送。这里内存都是统一编址的，包括：片上内存，程序和数据分立；接在emif上的片外内存，如sdram；外设的寄存器也都是内存映射的(memory-mapped)，所以dma通道也

2、可以用于外设和内存之间，举行外设数据接收与发送。在dsp的处理模型中，全部数据应位于片上供cpu处理，不鼓舞cpu挺直拜访片外数据，由于cpu拜访片外资源的时光较长，周期数也不确定，对于实时性和确定性不利。片上内存有时也能够配置成为缓存(cache)，缓存控制器会按照一定策略、用法dma方式切换片外的数据进出缓存，终于使得用户能够在片上拜访数据，这个过程对用户是透亮的。正由于缓存的机制是透亮的，所以也是很难控制的。比如，一段调用频率很高的代码很可能被不常用的部分清出缓存，由于它们映射相同，但随后又很快被调入，这样会造成局部的效率降低。所以，假如能够明确把握程序流或数据流的运转特征，不用法缓存模

3、式，用户通过dma举行自定义的调度，可能提高效率。有的处理器不具备缓存控制器，不支持片上内存作为缓存，如c6205的片上数据内存就不能够配置为缓存，所以主动用法dma移动数据不行避开。dsp的dma功能普通也都较为强大，ti c6000系列的dma通道支持1d-1d、1d-2d、2d-1d以及常用的2d-2d数据传送，对dma的合理用法可能替代相当的编程效果，如排序、采样或裁剪。ti的csl(chip support library，芯片支持库)对于用法dma给出了很好的支持，有特地的dma模块，便于对dma的各个寄存器举行控制。还有一个dat模块，用法dma举行内存数据传送，函数dat_co

4、py()和dat_fill()就像常用的内存操作memcpy()、memset()一样，只需要在api接口指出源地址、目的地址和长度，或者其他的维数属性等即可，不需要再去管详细的寄存器，十分便利。视频处理实例分析dat模块易用，但由于是在csl中，所以只能将dma控制器挺直的功能表达出来。对于灰度图像处理(先不考虑将算法处理后的结果传回片外的状况)，在下面的处理框架中，每次dma执行操作时，cpu在前台还可以做算法处理任务。.task=dat_copy(.);/启动头一个dat任务.while(not_finished)dat_wait(task); /本次task完成task=dat_cop

5、y(.); /启动下一次的dmapingpong_alg_process(.); /对本次传送的数据处理当视频为4:2:0 yuv图像(planar模式)序列，需要处理某一区域时，事实上是在相同时机处理y、u、v三块数据，通常它们并不延续，也就是说，将会同时用法三个dma操作。这里可能可以同时启动多条dma通道，但有一些限制：1. 有的处理器支持同时启动的dma通道数有限，有些dsp有4条通道，但寄存器集只能完整地支持两条；2. 因为分享总线和某些接口，同时工作的dma通道数过多将可能增强拜访矛盾，降低系统性能；3. 有时多条通道又必需同时用法，比如系统视频、音频采集进入的数据必需占用自立的通

6、道。所以，上面的任务能够尽量用法一个dma通道完成，不失普通性，dat模块的全部操作事实上是在一条打开的通道上完成的。那么，对于yuv图像，处理程序框架类似上面，可能如下，.tasky = dat_copy(.);tasku = dat_copy(.);taskv = dat_copy(.);.while(not_finished)dat_wait(tasky);dat_wait(tasku);dat_wait(taskv);tasky = dat_copy(.);tasku = dat_copy(.);taskv = dat_copy(.);yuv_pingpong_process(.);这

7、时问题浮现了：c620x的dma通道一次只能接受一个传送哀求，也就是说，每次哀求必需等到该通道空闲时才可能真正提交上去，这样tasky和tasku在后台操作时，前台无法举行tasku和taskv的启动，即事实上前台没有什么处理任务可做，铺张了效率。而这三个dat任务绑定在一起，启动时机很难拆开。明显，假如能够允许dma哀求延续地提交，将提高效率。dma通道哀求非堵塞提交的办法把dma通道看作一个单处理单元，每个dma操作作为一个任务，这就形成了一个单处理多任务的模型，任务调度就是fifo。不妨定义：1. dma通道哀求上下文是一个数据结构，它包含启动一次dma传送所需要设定的寄存器参数集合，如

8、源、目的、长度、index寄存器(维数)等等；2. dma通道哀求上下文队列，一个dma哀求上下文的队列用以缓存dma哀求；dma通道的用法和哀求非堵塞的提交应有以下两条原则：a. 应用程序的用法dma通道的办法：提交dma通道哀求(无堵塞)，获得此次任务的id；在需要用法某任务的目标内存时，应检查该id任务状态直到完成；假如完成，即可举行相应的处理。b. 无堵塞提交dma通道哀求的实现：标记此次dma传送任务正在举行；假如dma通道空闲，设置寄存器启动dma操作，标记dma通道正在工作；假如dma通道正在工作，则将此次dma哀求插入上下文队列。3. dma中断服务程序(注:dat模块不用法i

9、sr，只是查询对应标记，确定dma传送是否完成)：标记此次dma传送任务完成；假如dma哀求上下文队列为空，标记dma通道空闲；假如dma哀求上下文队列非空，则从队列中取出头一个dma哀求上下文，用以设置相应的寄存器启动dma操作。qdat：一个非堵塞的dma模块实现在ti c620x dsp上，一个非堵塞的dma模块qdat按照以上原理得以实现。qdat的api与dat模块的基本全都，优点是用法上述的yuv图像处理应用程序中，不会发生dma哀求堵塞；qdat与dat模块功能相像，但属于驱动程序层次的实现，基于：csl的dma模块；csl的irq模块；以及dsp/bios的que模块。不过实现

10、非常简便、轻快。该模块自立于应用和算法，已经在基于ti c620x dsp上的多个项目中用法，效果非常抱负，特殊是由于qdat任务中的dma操作经过了串行化，也大大降低了在emif上拜访内存时的矛盾。emda的先进特征这些项目向新的ti dm642媒体处理器上移植时，以上的操作将利用edma的先进特征， 由于ti c6x1x 和 c64x dsp开头用法edma，值得注重的是，edma通道控制器(edmacc)有特地的pram(parameter ram)来缓存dma哀求参数，edma大事参数表中有标记以及link address，用来指示本次dma传送结束后， 是否有新的dma哀求参数需要重载入操作寄存器； 假如有，link address所指就是新的参数在pram的位置。 明显由于这样的链表机制，用法该通道延续两次传送之间无需中断处理程序(cpu)介入队列管理，效率将提高。 对于常见的内存数据传送，如dat操作普通用法qdma， 它由cpu挺直将传送哀求(tr)提交给传送控制器(edmatc)，tc中有四个优先级队列，每个tr都将进入其对应（