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近年来,大规模集成电路设计水平和制造工艺不断提高,以知识产权(Intellectual Property,IP)核为基础、以嵌入式系统为架构的片上系统(System on Chip,SoC)逐渐成为大规模集成电路的主流发展趋势。直接存储器存取(Direct Memory Access,DMA)技术是完成SoC芯片中模块间大批量数据传送的一种有效手段,这一技术是通过DMA控制器(Direct Memory Access Controller,DMAC)控制各种方式的数据传送来实现。DMA控制器的存在不再需要CPU参与数据传送的全过程,只需CPU对其进行配置即可自动开始数据传送,使得CPU能够从大量数据的交互过程中解放出来去执行其他操作,进而提高CPU的效率,提升SoC芯片的整体性能。本文主要论述了基于AHB(Advanced High-performance Bus)总线的DMA控制器的数字前端设计与实现。首先,对AMBA2.0总线规范中的AHB总线和DMA控制器基本原理进行深入剖析。然后,结合工程设计实际需求,利用Verilog语言完成RTL级的详细设计方案。所设计的DMA控制器支持多种数据位宽,支持地址递增、递减和不变方式的单次和突发传输,能够实现多种传输方式;支持链表传输功能,满足源和目标内存区域不连续时的传输;支持低功耗模式,降低芯片运行功耗;采用AHB总线协议,能良好的集成到以AMBA为片上总线的SoC架构中;支持最多8个通道,通道数可根据项目需求改变,提高DMAC模块的可复用性。设计完成后,将DMA控制器集成到SoC系统中进行功能验证。然后使用EDA工具对DMAC模块进行综合,并进行时序、面积、功耗等分析。接着在开发板上对DMA控制器进行FPGA板级验证。最后,对成品芯片中的DMA控制器进行测试。经过一系列验证,所设计的DMA控制器能够满足设计要求,能够实现SoC系统中各种类型的数据传输,提高了系统的工作效率。