適應多種時序的DMA控制器設計

　　dam_cnt表示在本次多block操作中，SD卡控制器從DMA存儲器中讀出數據的字節數(DMA讀模式)或寫入DMA存儲器中的數據字節數(DMA寫模式)。

　　顯然，在該圖像協處理器中，每個CMD18和CMD25完成之后，dam_in_cnt和dma_cnt都將與dma_num相等，且均為5 120。

2.2.1 multiple block write

　　如前所述，每次multiple block write要向卡寫入10個block數據，即10x512=5 120字節。為了提高寫卡速度，基帶芯片首先向DMA存儲器中寫入1個block數據，然后向SD卡發出CMD25(multi block write command)。當SD卡控制器發出CMD25并接收到該命令的應答信號后，立即向DMA控制器發出dma_req信號，準備從DMA存儲器中讀取數據。當DMA控制器監測到dma_req為1且dma_write為0后，將依次進入狀態1、狀態2、狀態3、狀態4。在狀態4中，其會檢查基帶芯片的寫信號host_dma_wr是否有效，如無效，其將從DMA存儲器中讀取當前地址的數據，然后再將DMA存儲器的地址加1并進入狀態5;如 host_dma_wr有效，則DMA控制器將等待一個時鐘周期，在下個時鐘的上升沿再去判斷host_dma_wr的極性，若其失效再讀DMA存儲器。也就是說基帶芯片對DMA存儲器的操作有更高優先級，利用這個辦法就可以使基帶芯片和SD卡控制器可以盡量并行工作以加快寫卡速度。在狀態5中，DMA讀狀態機做如狀態4的操作，這是因為dma_rdata的數據線寬度為32位，而dma_memory_data-out的數據線寬度是16位，所以必須要讀2次DMA存儲器再做一次DMA讀傳送。在狀態6中，DMA狀態機將向SD卡控制器發出dma_ack(數據使能信號)和dma- rdata[31：0]，隨后進入狀態7。在狀態7中，DMA狀態機將做3個重要判斷，首先其判斷dma-cnt是否等于dma_num，如相等則意味著 SD卡控制器在本次多block操作中已經讀取了全部5 120個字節數據，狀態機將回到初始狀態以準備下一次DMA操作;若不相等，則判斷dma_c-nt是否等于dma_in_cnt，若dma_cnt等于 dma_in_cnt，則意味著基帶芯片寫入DMA存儲器的所有數據均已被SD卡控制器讀出，DMA存儲器已經為空，但數據量還沒有達到5 120字節，DMA狀態機將進入狀態8即等待狀態，只有基帶芯片寫入新的數據后，SD卡控制器才能回到狀態4繼續讀取數據，這個分支主要是應用于SD卡控制器寫卡速度快于基帶芯片寫DMA存儲器的情況;若dma_cnt不等于dma_in_cnt，則DMA狀態機將檢查dma_req信號的極性，如其為 1，狀態機將轉至狀態4讀取下一個32位數據，如為0則意味著此時SD卡控制器寫卡的速度要慢于DMA讀數據的速度，其前面通過DMA接口讀出的數據還沒有完全寫入SD卡，所以SD卡控制器將暫停從DMA存儲器中讀取數據，DMA控制器的狀態機也將在狀態7處于等待狀態，等待dma_req重新為1。當 dma_req再次為1后，狀態機將回到狀態4開始新的32位數據的DMA讀操作。最后，當第5 119和5 120個字節被從DMA存儲器讀出后，DMA狀態機將在狀態7中檢查到dma_cnt=dma_num，標志至此，DMA狀態機完成了一次DMA讀操作的全過程。SD卡控制器將向基帶芯片發出中斷信號，基帶芯片響應該中斷后將啟動下一個讀卡或寫卡的命令。其讀狀態流程圖如圖2所示。

　　2.2.2 multiple block read

　　在該圖像協處理器中每次multiple block read要從卡讀出10個block數據并將其全部寫入DMA存儲器當中。當處于初始狀態(狀態0)的DMA狀態機發現dma_req為1且 dma_write信號為1時，即明確SD卡控制器將開始DMA寫操作，其將依次進入狀態1、狀態2、狀態3、狀態4。在狀態1中，DMA狀態機會向SD 卡控制器發出dma_ack信號，由于存儲器讀存在延時，SD卡控制器將在此后的第二個時鐘上升沿(即DMA狀態機在狀態3時)送出dma_wdata。 DMA控制器將dma_wdata暫存一個時鐘周期后，會在狀態4和狀態5中把此32位數據依次寫入DMA存儲器，dma_memory_addr也將在這兩個狀態分別加1。在狀態7中，DMA控制器也將做2個判斷，首先會判斷dma_cnt和dma_num是否相等，若相等說明本次 multipleblock read的全部5 120字節數據已經寫入DMA存儲器中，DMA狀態機將回到狀態0等待下一次DMA操作指令;若不相等，則判斷dma_req是否為1，如果為1則意味著繼續做本次DMA寫操作，DMA狀態機也將回到狀態1，開始下一個32位數據的寫入;如果dma_req為0則說明SD卡控制器讀卡的速度較慢，暫時還沒有新的32位數據要寫入，DMA狀態機也將在狀態7處于等待狀態，直至dma_req再次為1，狀態機才回