一種新型DSP（TS101）中的鏈路DMA

摘要：鏈路dma是在處理器內(nèi)核不干預(yù)的情況下，后臺(tái)利用鏈路口高速傳送數(shù)據(jù)的一種機(jī)制。ts101是高性能浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，它有８個(gè)鏈路ｄｍａ通道，可以在內(nèi)部／外部存儲(chǔ)器和鏈路口之間、鏈路口與鏈路口之間進(jìn)行多種類型的dma傳輸。文章介紹了鏈路dma及其在雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：ts101；鏈路dma；tcb；轉(zhuǎn)發(fā)１　引言雷達(dá)處理過程中大量復(fù)雜信號(hào)的處理算法要求信號(hào)處理機(jī)具有每秒超過百億次的浮點(diǎn)運(yùn)算能力，如此高的速度在目前的技術(shù)條件下無法用單片ｄｓｐ實(shí)現(xiàn)，需要采用多片并行處理技術(shù)才能滿足處理速度的需求。ｔｓ１０１處理器是ａｎａｌｏｇ ｄｅｖｉｃｅｓ公司推出的一種新型高速實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理芯片（ｄｓｐ），其峰值運(yùn)算能力可達(dá)１８億次／秒。ｔｓ１０１采用改進(jìn)的靜態(tài)超標(biāo)量流水結(jié)構(gòu)，適用于構(gòu)成各種不同的并行多處理器系統(tǒng)，可以較好的滿足雷達(dá)信號(hào)處理的要求。在多片ｄｓｐ組成的并行系統(tǒng)中，鏈路口應(yīng)用得到了越來越多的重視，各ｄｓｐ間可通過鏈路口互連解決多處理器之間共同占用總線所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通信瓶頸問題，增強(qiáng)處理器之間的通信能力。鏈路ｄｍａ（ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｍｏｒｙ ａｃｃｅｓｓ）是在處理器內(nèi)核不干預(yù)情況下的后臺(tái)高速數(shù)據(jù)傳送機(jī)制，其傳輸方式靈活，不占用內(nèi)核的處理時(shí)間，因而在雷達(dá)信號(hào)的并行實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)中尤為重要。本文對ｔｓ１０１中鏈路口的ｄｍａ傳輸方式進(jìn)行了探討。

２ ｔｓ１０１的鏈路口及鏈路ｄｍａ傳輸２．１ 鏈路口ｔｓ１０１是高性能１２８ｂｉｔ浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ?ｄｓｐ）?有四個(gè)鏈路口。每個(gè)鏈路口由發(fā)送器和接收器兩部分組成，每部分都有一個(gè)１２８ｂｉｔ的移位寄存器和一個(gè)１２８ｂｉｔ的緩沖寄存器，其結(jié)構(gòu)如圖１所示。每個(gè)鏈路口均有８ｂｉｔ數(shù)據(jù)線和ｌｘｃｌｋｉｎ、ｌｘｃｌｋｏｕｔ和ｌｘｄｉｒ（ｘ為鏈路口序號(hào)０～３）三個(gè)控制引腳，可支持多片ｔｓ１０１處理器間點(diǎn)對點(diǎn)的雙向數(shù)據(jù)傳送。其中ｌｘｄｉｒ 用來指示鏈路口的數(shù)據(jù)流向。ｌｘｃｌｋｉｎ和ｌｘｃｌｋｏｕｔ為鏈路口的時(shí)鐘／確認(rèn)握手信號(hào)。數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，ｌｘｃｌｋｏｕｔ為時(shí)鐘信號(hào)，ｌｘｃｌｋｉｎ為確認(rèn)信號(hào)；數(shù)據(jù)接收時(shí)，ｌｘｃｌｋｉｎ為時(shí)鐘信號(hào)，ｌｘｃｌｋｏｕｔ為確認(rèn)信號(hào)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先傳輸四字?jǐn)?shù)據(jù)到鏈路發(fā)送緩沖寄存器ｌｂｕｆｔｘ，再將其復(fù)制到移位寄存器（若移位寄存器為空，此時(shí)ｌｂｕｆｔｘ可被寫入新的數(shù)據(jù)），然后以字節(jié)的形式發(fā)送出去（先發(fā)送低字節(jié)），每個(gè)字節(jié)在鏈路時(shí)鐘的上升沿和下降沿被驅(qū)動(dòng)和鎖存（ｓｈａｒｃ系列ｄｓｐ只在一個(gè)時(shí)鐘沿驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)）。接收器的移位寄存器為空時(shí)，系統(tǒng)將開始接收發(fā)送方傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并將其送入移位寄存器，同時(shí)驅(qū)動(dòng)ｌｘｃｌｋｏｕｔ為低。當(dāng)整個(gè)四字到齊后，如果接收緩沖寄存器ｌｂｕｆｒｘ為空，系統(tǒng)會(huì)將四字?jǐn)?shù)據(jù)從移位寄存器復(fù)制到ｌｂｕｆｒｘ，并在數(shù)據(jù)被取走后驅(qū)動(dòng)其ｌｘｃｌｋｏｕｔ為高，以告訴發(fā)送方接收緩沖寄存器為空，可以準(zhǔn)備接收新數(shù)據(jù)。發(fā)送方檢測到ｌｘｃｌｋｉｎ為高后立即進(jìn)行下一次傳輸。所有的鏈路口都可用于ｔｓ１０１處理器的引導(dǎo)（ｓｈａｒｃ系列只固定某個(gè)鏈路口引導(dǎo)）。然而應(yīng)當(dāng)注意：ｔｓ１０１處理器的鏈路口與ｓｈａｒｃ系列的ｄｓｐ是不兼容的。２．２ 鏈路ｄｍａ鏈路ｄｍａ是在處理器內(nèi)核不干預(yù)的情況下，后臺(tái)通過鏈路口高速傳送數(shù)據(jù)的一種機(jī)制。ｔｓ１０１有４個(gè)鏈路口，每個(gè)鏈路口有兩個(gè)ｄｍａ通道（一個(gè)接收ｄｍａ通道和一個(gè)發(fā)送ｄｍａ通道），圖２所示是ｔｓ１０１中ｄｍａ控制器的示意圖。利用ｔｓ１０１的片上ｄｍａ控制器能通過８個(gè)專用的鏈路ｄｍａ通道進(jìn)行各處理器間多種類型的ｄｍａ傳輸。要利用鏈路ｄｍａ在各ｔｓ１０１處理器之間進(jìn)行通信，必須對鏈路口及其ｄｍａ寄存器進(jìn)行正確的設(shè)置。其一般過程為：設(shè)置鏈路控制寄存器ｌｃｔｌｘ（ｓｈａｒｃ系列ｄｓｐ一旦設(shè)置該寄存器就啟動(dòng)ｄｍａ）使能鏈路口ｘ接收或發(fā)送，寫鏈路ｄｍａ的發(fā)送或接收ｔｃｂ（傳輸控制塊）寄存器ｄｃｙ（其中ｙ＝４～１１，當(dāng)ｙ＝４～７時(shí)，ｄｃｙ分別為鏈路口０～３的發(fā)送ｄｍａ通道ｔｃｂ寄存器，當(dāng)ｙ＝８～１１時(shí)，ｄｃｙ分別為鏈路口０～３