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DSP64X中EDMA部件的设计与验证

作　者: 陈海波
导　师: 孙永节
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 数字信号处理器加强型存储器直接存取控制器数据传输速度传输协议传输控制结构并发流水线
分类号: TN402
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

课题源于国防科大微电子所自主研制的一款32位高性能数字信号处理器芯片(DSP64X)。该芯片工作主频为800MHz,其中,加强型存储器直接存取(EDMA)控制器是其数据传输控制核心。因此,如何提高EDMA的数据传输速度,如何设计高效的EDMA控制器成为本文的核心工作。本文在深入研究了DSP64X的内部结构以及EDMA控制器的传输原理及性能需求后,从以下三个方面开展研究及优化设计,提高EDMA的数据传输速度:在数据传输协议方面:本文采用支持突发传输和非突发传输相结合的方式,在突发传输时,一次读或写命令可以传输多个数据。本文还将访问频繁的设备的接口扩展至64位,支持64位位宽的数据传输。此外,还为高速设备配置了专用的数据传输总线。在EDMA总体结构方面:本文设计了读写总线分开的“双总线”系统架构。在队列寄存器组中将传输请求分为读请求和写请求,分别由读传输状态机和写传输状态机控制执行。还设计了独立的源Pipeline、目的Pipeline、读命令缓冲区和写命令缓冲区,这些模块可以并行工作,为读写操作的并发执行创造了条件。在传输控制机制方面:本文提出并设计了读写并发的数据传输机制,并将读写操作按流水线处理。在命令缓冲区中,为每个端口都设计了读操作流水线(细化为4个流水段)和写操作流水线(细化为3个流水段),所有的流水线均可同时运行,通过数据旁路传递数据。不仅实现了传输请求内部的读写并发,还实现了多个传输请求的并发执行。最终,本文成功完成了EDMA部件的设计工作,并采用以软件模拟验证为主,结合硬件仿真验证的方法对所设计的EDMA部件进行了全面的功能和时序验证。验证结果表明,本文的EDMA部件功能正确,工作稳定。最后,本文又将所设计的EDMA部件与当前市场上同类的主流高性能芯片(DSPx)的EDMA部件进行了性能对比,结果显示,本文的EDMA部件的数据传输速度与其相当,实现了课题所预期的研究和设计目标,提升了DSP64X的总体性能。

DSP64X中EDMA部件的设计与验证

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