高速數(shù)字記錄系統(tǒng)中光纖下載卡的邏輯設(shè)計(jì)

所用Xilinx的RocketIO核其實(shí)為aurora 核，這是一個(gè)雙向串行數(shù)據(jù)通信鏈路控制器，能將反壓信號(hào)隨數(shù)據(jù)一起發(fā)往對(duì)端。其接口相對(duì)簡(jiǎn)單，有兩種模式，一種是幀模式，另一種是流模式，可以根據(jù)應(yīng)用靈活選擇。在本項(xiàng)目中采用的是幀模式。

主DMA處理的軟硬件流程
在DMA處理中，采用內(nèi)存乒乓操作來(lái)提高系統(tǒng)的吞吐量。軟件中的驅(qū)動(dòng)采用Windriver開(kāi)發(fā)，其工作主要分三部分。

1 初始化，包括申請(qǐng)內(nèi)存，配置DMA列表，配置DMA相關(guān)寄存器，啟動(dòng)邏輯開(kāi)始工作。

2 中斷處理函數(shù)。在此函數(shù)中，屏蔽中斷，并啟動(dòng)DPC處理。

3 DPC（延遲過(guò)程調(diào)用），根據(jù)邏輯提供的狀態(tài)標(biāo)識(shí)，將相應(yīng)的內(nèi)存塊的數(shù)據(jù)搬移至硬盤(pán)中，然后取消中斷屏蔽，復(fù)位狀態(tài)標(biāo)識(shí)，使系統(tǒng)可以接收下一個(gè)中斷。

數(shù)據(jù)的搬移不在中斷處理函數(shù)中完成，是由于中斷處理函數(shù)具有較高的優(yōu)先級(jí)，如果將耗時(shí)的數(shù)據(jù)搬移放在這里進(jìn)行，會(huì)明顯降低系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。而DPC的優(yōu)先級(jí)在所有的外部中斷之下，不會(huì)因此而降低對(duì)其他外部中斷的響應(yīng)速度。

主DMA邏輯的主要工作是讀取驅(qū)動(dòng)配置的DMA列表，根據(jù)列表中的內(nèi)存地址和長(zhǎng)度，對(duì)內(nèi)存進(jìn)行主DMA寫(xiě)操作。操作完成后，通過(guò)置位狀態(tài)標(biāo)識(shí)，通知驅(qū)動(dòng)來(lái)讀取數(shù)據(jù)。狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)移如圖4所示。

圖4 DMA主狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)移圖

● IDLE狀態(tài)：在此狀態(tài)下，等待軟件的使能信號(hào)。使能信號(hào)有效則進(jìn)入JUDGE狀態(tài)，否則等待。

● JUDGE狀態(tài)：在此狀態(tài)下，判斷乒乓標(biāo)志。根據(jù)乒乓標(biāo)志決定本次處理應(yīng)該選擇哪一個(gè)內(nèi)存塊。

● RD_TBL狀態(tài)： 發(fā)出讀DMA列表的地址信息。然后進(jìn)行GET_TBL狀態(tài)接收列表數(shù)據(jù)。

● GET_TBL狀態(tài)：在此狀態(tài)下，讀取DMA列表數(shù)據(jù)，并將列表中的內(nèi)存地址和長(zhǎng)度信息寫(xiě)入相應(yīng)的寄存器中。然后進(jìn)入REQ狀態(tài)。

● REQ狀態(tài)：在此狀態(tài)下，對(duì)異步FIFO的空信號(hào)進(jìn)行判斷。如果非空，則進(jìn)入PROCESS狀態(tài)，否則在REQ狀態(tài)等待。

● PROCESS狀態(tài)：在此狀態(tài)下，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于PCI主DMA對(duì)burst長(zhǎng)度有限制，當(dāng)傳輸完預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)后，首先對(duì)本次長(zhǎng)度進(jìn)行判斷。如果未完則進(jìn)入REQ狀態(tài)等待，否則判斷本列表是否最后一個(gè)列表。如果是，則進(jìn)行IDLE狀態(tài)。否則進(jìn)入RD_TBL狀態(tài)讀取下一條DMA列表表項(xiàng)的數(shù)據(jù)，繼續(xù)處理。