nios sgdma(Scatter-Gather dma)示例
阅读原文时间:2023年07月11日阅读:1

在 Quartus7.2之后的版本中,除了原有的基于avalon-mm总线的DMA之外,还增加了Scatter-Gather DMA这种基于avalon-ST流总线的DMA IP核,它更适合与大量数据流传输的场合,使用起来比较灵活,增加了与外设流器件配合的能力。由于网上关于SG-DMA介绍的资料比较少,因此这里简单介 绍一下SG-DMA的使用,利用它可以搭配Altera的千兆网MAC核来实现千兆网方面的应用。

SG-DMA的 数据手册已经介绍得非常详细(见Scatter-Gather DMA Controller Core
),具体的相关寄存器和功能可能查阅相关手册。Altera为了开发的便利,已经为各个IP核设计好了HAL软件层的代 码,SG-DMA也不例外,因此使用的时候我们没有必要逐个配置相关寄存器,直接调用HAL层代码即可。这也是使用这类IP核简便的地方,只是需要清楚这 类代码如何调用。

1. 首先我们简单看看SG-DMA的应用环境,从数据手册中截下几张图片简单介绍。

SG-DMA有 三种工作方式,可以工作在Memory-to-Stream即存储接口到流接口,或者Stream-to-Memory即流接口到存储接口,以及 Memory-to-Memory的存储器到存储器工作方式。工作在存储器到存储器的工作方式与普通DMA并无差别,没有数据流处理的优势。另外SG- DMA增加了Descriptor Processor,可以实现批量工作,从而进一步减轻Nios处理器的工作。只需要将Descriptor命令字写入到相应的Descriptor memory中。我们简单看看以上的工作方式。

图1. Memory-to-Stream

图2. Stream-to-Memory

图3. Memory-to-Memory

2. 然后我们直接进入主题,看在Altera的SOPC中如何连接使用SG-DMA器件。

M-to-M模 式就不做介绍了,这里主要介绍M-to-S和S-to-M这两种方式。我们添加两个SG-DMA器件,让它们分别工作在这两个工作方式下。连接示意如下所 示。注意到其中的descriptor memory的设置,原则上只要带有avalon-mm接口的存储器都可以用来做descriptor memroy,因此我们可以将decriptor memory与主存分离,亦可以直接使用主存的一部分作为descriptor memroy。但为了不影响主存的使用,最好将descriptor memroy分离。另外SG-DMA的有关设置,例如channel和error的位数控制可以参考avalon-st流接口数据手册,依照需要设置接 口。由于在本例中只有一个通道,也不校验错误,所以我们都设置为零。

3. SG-DMA HAL代码调用。

要使得SG-DMA正式工作起来,我们可以直接调用HAL层代码,省去很多开发时间。下面直接使用一段程序,添加部分注释,相信SG-DMA的基本使用即可完成了,并没有相信中的这么复杂。

或者也可以这样

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