適應多種時序的DMA控制器設計

　　當基帶芯片讀完JPEG數據后，將立即準備將數據寫入SD卡中。其首先將操作文件鏈表，在SD卡上為即將寫入的JPEG圖片分配相應空間，并將這些空間的原內容擦除。因為在寫卡和擦卡之后，SD卡需要過一定時間后才能接受新的命令，所以操作文件鏈表和擦卡比較耗時間，一般需要15 ms左右。在此之后，為了提高寫卡速度，基帶芯片先將一部分數據(如512字節)利用DMA控制器寫入存儲器中，這需要的時間為250 nsx512/2=0.064 ms，然后配置SD卡控制器向SD卡發出CMD25(multiply block write conlluand)命令。基帶芯片設置每個CMD25向卡寫入10個block數據。在接收到SD卡發回的響應后，SD卡控制器將利用DMA接口從 DMA存儲器中讀出圖像數據并同時將數據寫入SD卡中。在SD卡控制器寫卡的同時，基帶芯片將剩余的9個block數據寫入DMA存儲器。SD卡的時鐘頻率為24 MHz，為其工作在4根數據線模式時，其傳送完所有5 120字節的數據只需要42nsx2x5120=0.43 ms。但是基帶芯片寫完剩余的9個block需要250nsx512x9/2=0.576 ms>0.43 ms，所以從基帶芯片寫第1個block開始到SD卡控制器把最后一個block寫入SD卡大約需要時間為 0.064+0.576+0.045=0.685 ms。在此之后，SD卡將進入編程狀態(programming狀態)，這段時間因卡而異，在實際調試中使用的卡一般編程狀態會持續5 ms左右。至此基帶芯片完成一次5 120字節的寫卡需要時間為：15+0.685+5=20.685ms。如前所述每幅JPEG壓縮后的320x240的圖片大約為15360字節，即30 個block，所以寫完一幅圖片需要的總時間約為3x20.685=62.055ms，其小于前面計算的67.08ms，所以基帶芯片和SD卡控制器可以在每幀圖像的幀消隱時間內完成寫卡操作。

　　2 DMA控制器的實現

　　2.1 DMA控制器接口

　　為了更準確地描述該DMA控制器的工作流程，其主要接口信號介紹如下。DMA控制器與3部分邏輯的接口為：基帶芯片的EMI接口、DMA存儲器接口、SD卡控制器。

　　1)與基帶芯片的接口 這個接口中，與該DMA控制器關系最密切的信號是host_dma_wr，其為基帶芯片送給DMA存儲器的寫信號，這個信號低電平有效。

　　2)DMA存儲器接口 dma_memory_addr為DMA存儲器的地址信號。為了能夠保存10個block的數據，DMA存儲器的容量為2560x16=5120字節，所以dma_memory_addr的位寬為12位;drag_memory_datain為DMA存儲器的數據輸入端口，位寬為16 位;dma_memory_dataout為DMA存儲器的數據輸出端口，位寬為16位;dma_memory_wen為DMA存儲器的寫使能信號，低電平有效。

　　3)SD卡控制器接口 dma_req是SD卡控制器發出的DMA請求信號，高電平有效。其為DMA控制器做速度協調的重要信號，如果其為高則表示SD卡控制器要求與DMA存儲器做DMA傳送;如果該信號被置低，可能存在兩種情況，①可能是本次DMA傳送已經完成，②可能是SD卡控制器的讀或寫卡速度低于其操作DMA存儲器的速度，所以SD卡控制器暫停DMA操作;dma_write是SD卡控制器發出的DMA寫標志信號。如果其為1表示SD卡控制器在做讀卡操作，并準備將讀出的數據寫入DMA存儲器;如果其為0表示SD卡控制器在做寫卡操作，并準備從DMA存儲器中讀取數據;dma_ ack是DMA控制器發給SD卡控制器的應答信號，其相當于DMA傳輸數據的有效信號;dma_rdata是DMA讀模式的數據輸出端口，位寬為32 位;dma_ wdata是DMA寫模式的數據輸入端口，位寬為32位。

　　2.2 DMA控制器的工作流程

　　為了使DMA控制器能更靈活地適應各種操作情況并很好的完成2個操作源(基帶芯片、SD卡控制器)的速度匹配功能。下面將分別就multi-ple block write命令(CMD25)和multiple block read命令(CMD18)對該狀態機的工作流程進行說明。

　　先將狀態機中的幾個重要變量做如下說明：

　　dma_num表示在一次多block讀(CMD18)或寫(CMD25)操作中，要向卡寫入或讀出多少個字節的數據。在該圖像協處理器中，每次讀或寫卡都要操作10個block數據，所以dma_num將被設置為5 120;

　　dma_in_cnt表示在一次多block寫卡操作中，基帶芯片已經向DMA存儲器中