基于SOC的DMA传输系统的设计与验证

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随着集成电路设计水平和工艺水平的发展和进步,集成电路设计方法也不断的发展,片上系统(SOC)设计方法已经成为IC产业的主流。伴随芯片对数据处理数量和速度的不断要求,DMA(Direct Memory Access)技术因其解决内存与高速外设速度差异的出色能力,被广泛应用于SOC中。本论文以某SOC项目平台为基础,完成了 DMA传输系统的设计与验证。文中首先介绍了DMA的技术特点及国内外发展现状,并对DMA的工作原理、工作过程、操作方法作以说明。其次,利用verilog语言完成整个DMA传输系统架构的设计。DMA传输系统分为DMA发送通道和DMA接收通道两大部分。发送通道主要包括发送通道地址处理模块、输入仲裁模块、发送通道控制模块、发送通道双端缓存区以及消息输出处理模块;接收通道主要包括消息输入处理模块、接收通道双口缓存区、接收通道控制模块以及接收通道地址处理模块。为保证数据的高速传输,在发送通道中,采取多通道数据传输,针对不同类型的消息采取不同的传输机制,此外,为缓解多通道竞争造成的数据堵塞状况,考虑系统的优先性与公平性,采用优先级与lottery算法结合的混合仲裁算法;在接收通道中,通过消息输入处理模块接收片外消息并进行错误检查处理,根据消息的差异采用两种不同的处理机制,经地址处理模块的处理,将数据传输至主机端。同时,为保证DMA通道数据的正确性,采用modelsim仿真软件完成了传输系统的各个子模块的功能仿真。最后,利用NC-sim仿真工具对DMA发送通道与DMA接收通道进行了系统级验证。此外,为定位传输系统的错误出处,设计了错误定位测试功能,并对该功能进行了验证测试。本文的DMA传输系统硬件设计,为数据传输工作奠定了一定的基础。
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