來(lái)源：電子技術(shù)應(yīng)用 作者：21ic管理員摘要：針對(duì)ａｄｓｐ－２１５３５ ｂｌａｃｋｆｉｎ 的ｍｅｍ ｄｍａ 高速通信中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論，分析了系統(tǒng)的內(nèi)存管理，對(duì)ｄｍａ的相關(guān)寄存器的配置進(jìn)行了詳細(xì)講解，并給出了具體實(shí)例。對(duì)多種內(nèi)存之間的ｄｍａ列出了實(shí)際的指標(biāo)評(píng)測(cè)，為該系列ｄｓｐ工程應(yīng)用的高速通信設(shè)計(jì)提供了重要參考。

關(guān)鍵詞： adsp-21535, blackfin mem dma

ａｄｓｐ－２１５３５ ｂｌａｃｋｆｉｎ 是美國(guó)ａｄ公司和ｉｎｔｅｌ 公司于２００１年底聯(lián)合推出的一款定點(diǎn)ｄｓｐ， ｒｉｓｃ指令結(jié)構(gòu)，運(yùn)作高效，具有十分優(yōu)異的性能。該ｄｓｐ具有３００ｍｈｚ的主頻，２個(gè)４０ｂｉｔ的ｍａｃ（乘加器）和２個(gè)３２ｂｉｔ的ａｌｕ（算術(shù)邏輯單元），４個(gè)８ｂｉｔ的視頻處理單元，１６個(gè)地址尋址單元。該ｄｓｐ內(nèi)部集成了３０８ｋｂ的ｒａｍ，并具有豐富的外部接口，如ｐｃｉ、ｕｓｂ、ｓｐｉ、同步和異步串口等。同時(shí)，芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)了看門狗和多種定時(shí)器，充分滿足軟件工程穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)要求。值得一提的是，２１５３５可以動(dòng)態(tài)地控制電壓輸入，調(diào)整運(yùn)行頻率，減少芯片功耗，十分適用于移動(dòng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

２００２年底，ａｄ公司在中國(guó)開始大規(guī)模推廣ｂｌａｃｋｆｉｎ系列的ｄｓｐ，２１５３５成為該系列的旗艦產(chǎn)品。由于該ｄｓｐ推出時(shí)間不長(zhǎng)，相關(guān)文獻(xiàn)幾乎沒有報(bào)道；而且，在許多接口性能方面，ａｄ公司也沒有對(duì)其給出準(zhǔn)確的指標(biāo)。根據(jù)通常的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知，新產(chǎn)品通常在某些方面沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。筆者所設(shè)計(jì)的高速通信板數(shù)據(jù)交換速度必須達(dá)２０ｍ ｗｏｒｄ／ｓ以上，因此對(duì)該ｄｓｐ的高速通信必須進(jìn)行準(zhǔn)確仔細(xì)的評(píng)估和設(shè)計(jì)。ａｄｓｐ－２１５３５的內(nèi)存訪問支持ｉ／ｏ方式、內(nèi)存映射和多種ｄｍａ方式，其中ｍｅｍ ｄｍａ（ｍｅｍｏｒｙ ｔｏ ｍｅｍｏｒｙ ｄｍａ）方式是最快的一種并行通信方式。因此，筆者在設(shè)計(jì)時(shí)選擇了ｍｅｍ ｄｍａ作為高速通信方式。由于２１５３５支持多種內(nèi)存，因此在設(shè)計(jì)ｍｅｍ ｄｍａ時(shí)，必須對(duì)２１５３５的內(nèi)存管理有一個(gè)詳細(xì)的了解。

１ ａｄｓｐ－２１５３５的內(nèi)存管理２１５３５的內(nèi)存管理十分強(qiáng)大。它把存儲(chǔ)器視為一個(gè)統(tǒng)一的４ｇｂ的地址空間，使用３２位地址。所有的資源，包括內(nèi)部存儲(chǔ)器、外部存儲(chǔ)器、ｐｃｉ地址空間和ｉ／ｏ控制寄存器，都具有獨(dú)立的地址空間。此地址空間的各部分存儲(chǔ)器按照分級(jí)結(jié)構(gòu)排列，以提供較高的性能價(jià)格比。一些快速、低延遲的存儲(chǔ)器（如ｌ１）的位置接近處理器核心，而低成本低性能的存儲(chǔ)器遠(yuǎn)離核心。 芯片內(nèi)部的３０８ｋｂ ｒａｍ中，其中ｌ１（一級(jí)緩存）５２ｋｂ，ｌ２（二級(jí)緩存）２５６ｋｂ；外部地址訪問空間可以高達(dá)７６８ｍｂ，通過ｅｂｉｕ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｂｕｓ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｕｎｉｔ，外部總線接口單元）進(jìn)行管理。ｅｂｉｕ支持多種內(nèi)存，如ｓｄｒａｍ、ｓｒａｍ、ｒｏｍ、ｅｐｒｏｍ、ｆｌａｓｈ、ｆｉｆｏ等。內(nèi)存地址的具體配置空間如圖１所示。

ｌ１作為ｄｓｐ的一級(jí)緩存，可以與ｄｓｐ的內(nèi)核一樣，運(yùn)行在３００ｍｂｐｓ的高速上。它分為三部分：１６ｋｂ的ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒａｍ（指令存儲(chǔ)器）、，兩塊１６ｋｂ的ｄａｔａ ｒａｍ（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）、４ｋｂ的ｓｃｒａｔｃｈｐａｄ ｒａｍ（中間結(jié)果緩存）。指令存儲(chǔ)器既可以作為ｓｒａｍ，也可以配置為４路聯(lián)合設(shè)置的ｃａｃｈｅ。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器能夠配置成雙路聯(lián)合設(shè)置的ｃａｃｈｅ或者ｓｒａｍ；中間結(jié)果緩存只能作為ｓｒａｍ使用。指令緩存和數(shù)據(jù)緩存都可以通過ｄｍａ方式灌入數(shù)據(jù)，但是對(duì)于中間結(jié)果緩存這種方式不能使用。

ｌ２作為ｄｓｐ的二級(jí)緩存，是一個(gè)統(tǒng)一的指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，能夠根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求同時(shí)存放代碼和數(shù)據(jù)。ｌ２具有ｄｓｐ核心同樣的帶寬，但是延遲時(shí)間較長(zhǎng)，訪問ｌ２單個(gè)獨(dú)立的地址時(shí)系統(tǒng)需要經(jīng)過７個(gè)周期的延時(shí)，這時(shí)它的訪問速度在４２．８ｍｂｐｓ左右。所以如果程序比較大，必須在ｌ２中編寫程序時(shí)，通常將ｌ１配置為ｌ２的ｃａｃｈｅ，這樣，速度可以大大加快。

２１５３５支持的片外存儲(chǔ)器種類很多，值得一提的是它的ｓｄｒａｍ控制器。２１５３５集成的ｓｄｒａｍ控制器能夠以ｆｓｃｌｋ（系統(tǒng)時(shí)鐘，為核心時(shí)鐘的若干分頻）的速度，與多達(dá)４個(gè)ｂａｎｋ的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ｓｄｒａｍ或者ｄｉｍｍ接口。每個(gè)ｂａｎｋ可以配置為１６ｍｂ～１２８ｍｂ的存儲(chǔ)器，符合ｐｃ１３３ ｓｄｒａｍ的標(biāo)準(zhǔn)。

存儲(chǔ)器的ｄｍａ控制器提供高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸能力，它能夠在內(nèi)部ｌ１／ｌ２存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器（包括ｐｃｉ存儲(chǔ)空間）之間執(zhí)行代碼或者數(shù)據(jù)的塊傳輸。

２ ｄｍａ寄存器的配置

為了描述ｍｅｍ ｄｍａ序列，ｄｍａ控制器使用一套名為描述子塊（ｄｅ