[发明专利]一种实现DMA数据传输的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种不影响设备普通I/O读写操作快速实现的海量数据DirectMemory Access(直接存储器访问，以下简称DMA)传输的方法及装置。

背景技术

在含有中央处理器(以下简称CPU)的系统中，为了提高系统数据传输效率，在进行外设与存储器之间大量数据传输操作时，通常通过PCIE接口，采用DMA方式实现对海量数据的快速传输操作。DMA操作主要通过DMA控制器来实现，DMA控制器在传输数据时，通过硬件逻辑电路用固定顺序发地址和读/写信号来实现高速数据传输；在此过程中，数据不经过CPU而是直接在外设与存储器之间传输。

在现有技术中，在DMA数据传输过程中，DMA控制器占有PCIE总线，CPU对设备进行I/O读写操作。由于在DMA传输数据过程中PCIE总线被DMA控制器占有，所以该情况下是不能对设备进行I/O读写操作的，否则会造成系统死机或者崩溃。在设备DMA传输过程中，如果需要进行I/O读写操作，目前的方法是等待DMA传输完成，释放总线控制权，CPU获取总线控制权后再完成I/O读写操作。目前的这种方法在DMA传输数据量大的情况下，I/O读写操作时间延迟将会非常严重。例如总线传输速度为100兆字节/秒，一次DMA传输为10兆字节数据，完成该次DMA操作时间约100毫秒，假设在DMA刚启动时应用程序需要对设备进行一次I/O读写操作，本次I/O读写操作必须等待本次DMA完成再进行，延迟时间至少100毫秒。在高速采集系统中，延时100毫秒是非常严重的，所以解决或改善这个问题有深远的现实意义。

发明内容

本发明的目的主要是解决上述现有技术所存在的问题，提供一种实现DMA数据传输的方法及装置，在海量数据DMA过程中仍然能对设备进行快速的I/O读写操作。

本发明采用如下技术方案实现上述目的：实现DMA数据传输的方法，其传输过程为：DMA传输模块把DMA请求传输的总数据分割成若干个DMA传输单元后再通过通用DMA控制器逐个传输；每一DMA传输单元的传输完成后通用DMA控制器发送一个中断给DMA传输模块，然后DMA传输模块获取中断并累计DMA传输数据量大小，同时中断处理模块查询是否存在I/O读写操作请求，若有则响应I/O读写请求，等I/O读写操作完成后清除中断标识，若无I/O读写操作请求则中断处理模块直接清除中断标识；中断标识清除后启动下一个DMA传输单元的传输，直至DMA请求传输的总数据传输完成。

具体地，上述实现DMA数据传输的方法包括如下步骤：

步骤1：DMA传输控制模块收到DMA传输请求并根据DMA传输请求把发起DMA操作的源地址、目标地址、DMA传输的总大小和每个DMA传输单元的大小发送到DMA传输模块，同时设置每个DMA传输单元的大小；

步骤2：DMA传输模块根据设定好的每个DMA传输单元传输数据的大小把DMA请求传输的总数据请求分成一个或多个DMA传输单元；

步骤3：DMA传输模块根据顺序依次把各个DMA传输单元发送给通用DMA控制器进行DMA传输操作；同时I/O操作控制模块在DMA数据传输过程中，收到I/O读写操作请求，则把该I/O读写操作请求放入I/O队列中；

步骤4：通用DMA控制器每完成一个DMA传输单元的传输就会发送一个中断给DMA传输模块；DMA传输模块收到此中断后，判断DMA请求传输的总数据是否传输结束，并修改DMA传输模块的DMA参数寄存器里所存储的已完成数据传输数量，产生一个中断给中断处理模块；

步骤5：中断处理模块接收到DMA传输模块发送的中断后，若DMA请求传输的总数据没有传输完成则查询I/O队列，如果存在I/O读写操作请求，则I/O读写操作控制模块把I/O队列的I/O读写操作请求发送给I/O读写操作模块，等待I/O读写操作完成后，中断处理模块清除DMA中断标识，执行步骤6；如果无I/O读写操作请求，则中断处理模块直接清除DMA中断标识，执行步骤6；若DMA请求传输的总数据已经传输完成，清除DMA中断标识，DMA数据传输结束；

步骤6：DMA传输模块等待DMA中断标识被清除，当中断标识被清除后，则启动下一个DMA传输单元的传输，执行步骤7；

步骤7：执行步骤3、步骤4、步骤5、步骤6，直到DMA请求传输的总数据传输完成，结束。

优选地，步骤1所述DMA传输单元的大小按下面的方法计算：