[发明专利]一种用于虚拟化环境中片上系统的DMA方法及系统

权利要求书

1.一种用于虚拟化环境中片上系统的DMA方法，其特征在于，包括：

片上系统包括通过片上总线互连的紧耦合的CPU主机和FPGA，当主机运行的虚拟机传输数据到FPGA内存时执行步骤1，从FPGA内存传输数据至该虚拟机时执行步骤2；

步骤1、主机运行的虚拟机根据DMA描述符发起传输数据到FPGA内存的指令，DMA模块接受该访问FPGA内存指令，并将该访问FPGA内存指令的FPGA访存地址和传输字节大小以数据流的形式输入至命令字生成模块，命令字生成模块将该数据流转换为命令字，流数据转换模块接受该命令字后，该模块根据该FPGA访存地址和传输字节大小访问该FPGA内存；

步骤2、主机运行的虚拟机根据DMA描述符发起从FPGA内存读数据的指令，DMA模块接受该指令，并将该指令的虚拟机地址和传输字节大小以数据流的形式输入至命令字生成模块，命令字生成模块将该数据流转换为命令字，流数据转换模块接受该命令字后，该模块根据该虚拟机地址和传输字节大小返回数据至该虚拟机。

2.如权利要求1所述的用于虚拟化环境中片上系统的DMA方法，其特征在于，为该主机上每个虚拟机直通DMA硬件，该DMA硬件包括该DMA模块、该命令字生成模块和流数据转换模块。

3.如权利要求1或2所述的用于虚拟化环境中片上系统的DMA方法，其特征在于，该FPGA内存按照动态部分可重构区域(简称为动态区)的数量划分，而且不同FPGA动态区具有相同的FPGA内存视图；

根据当前FPGA动态区资源使用情况，系统在分配动态区资源后记录各动态区的FPGA加速器编号，执行该步骤1或该步骤2时，根据FPGA加速器编号获得FPGA内存基地址，通过为每个动态区配置不同的内存基地址偏移，实现在不同动态区中部署的加速器具有相同的FPGA内存地址空间。

4.如权利要求1或2所述的用于虚拟化环境中片上系统的DMA方法，其特征在于，该DMA描述符包括用户字段数据，该命令字生成模块根据该用户字段数据构建该命令字发往该流数据转换模块。

5.一种用于虚拟化环境中片上系统的DMA系统，其特征在于，包括：

片上系统包括通过片上总线互连的紧耦合的CPU主机和FPGA，当主机运行的虚拟机传输数据到FPGA内存时调用第一传输模块，从FPGA内存传输数据至该虚拟机时调用第二传输模块；

第一传输模块，用于使主机运行的虚拟机根据DMA描述符发起传输数据到FPGA内存的指令，DMA模块接受该访问FPGA内存指令，并将该访问FPGA内存指令的FPGA访存地址和传输字节大小以数据流的形式输入至命令字生成模块，命令字生成模块将该数据流转换为命令字，流数据转换模块接受该命令字后，该模块根据该FPGA访存地址和传输字节大小访问该FPGA内存；

第二传输模块，用于使主机运行的虚拟机根据DMA描述符发起从FPGA内存读数据的指令，DMA模块接受该指令，并将该指令的虚拟机地址和传输字节大小以数据流的形式输入至命令字生成模块，命令字生成模块将该数据流转换为命令字，流数据转换模块接受该命令字后，该模块根据该虚拟机地址和传输字节大小返回数据至该虚拟机。

6.如权利要求5所述的用于虚拟化环境中片上系统的DMA系统，其特征在于，为该主机上每个虚拟机直通DMA硬件，该DMA硬件包括该DMA模块、该命令字生成模块和流数据转换模块。

7.如权利要求5或6所述的用于虚拟化环境中片上系统的DMA系统，其特征在于，该FPGA内存按照动态部分可重构区域(简称为动态区)的数量划分，而且不同FPGA动态区具有相同的FPGA内存视图；

根据当前FPGA动态区资源使用情况，系统在分配动态区资源后记录各动态区的FPGA加速器编号，执行该步骤1或该步骤2时，根据FPGA加速器编号获得FPGA内存基地址，通过为每个动态区配置不同的内存基地址偏移，实现在不同动态区中部署的加速器具有相同的FPGA内存地址空间。