异步DMA控制器的设计研究与仿真

摘要

异步电路以其低功耗、高性能和弱电磁干扰等优良特性受到人们越来越多的关注.该文采用异步逻辑设计方法设计了用在异步微处理器子系统中的异步DMA控制器.确定了异步DMA控制器的设计方案,用LARD(一种针对异步逻辑设计的硬件描述语言)探索性地建立了简单的行为模型,并对其进行仿真测试.同时对设计过程中出现的问题与可行的解决方案进行了讨论.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第二章DMA方式与DMA控制器

2.1 DMA控制器及其周边环境

2.2常用DMA控制器

2.2.1 8237 Intel DMA控制器

2.2.2 National Semiconductor NS32230 DMA控制器

2.3小结

第三章异步逻辑设计

3.1异步逻辑设计

3.2异步系统的组成

3.3通道技术

3.4小结

第四章异步微处理器子系统

4.1外部总线

4.1.1主控设备接口

4.1.2受控设备接口

4.1.3数据传输模式

4.2处理器-存储器子系统

4.2.1异步微处理器内核

4.2.2内部RAM

4.2.3处理器内部总线

4.3其它设备

4.3.1片内ROM

4.3.2外部存储器接口

4.3.3异步外部设备

4.4 DMA控制器

第五章设计方案

5.1技术要求

5.2术语

5.3 DMA操作要点

5.4 DMA控制器的内部结构

5.5寄存器单元

5.5.1全局寄存器

5.5.2通道寄存器

5.6传送引擎单元

5.6.1通道选择单元

5.6.2传送控制单元

5.7小结

第六章设计要点

6.1 DMA控制器

6.1.1传送控制的初始化配置

6.1.2处理器中断控制的初始化配置

6.1.3寄存器访问冲突

6.2 DMA操作

6.2.1 DMA操作概述

6.2.2通道选择

6.2.3数据传送

6.2.4寄存器通信模式

6.2.5传送结束机制

6.3 DMA控制器中的共享资源

6.3.1双端口存储器

6.3.2寄存器锁死

6.3.3判优

6.4判优

6.4.1外部总线判优

6.4.2 DMA寄存器判优

6.4.3通道判优

6.5存在的问题及解决的方案

6.5.1死锁

6.5.2竞争

6.6同步

6.6.1外围设备同步

6.6.2处理器同步

6.7小结

第七章建立DMA控制器的行为模型

7.1建模工具

7.2简化模型

7.3异步DMA控制器行为模型

7.4寄存器模型

7.4.1全局寄存器

7.4.2通道寄存器

7.5传送引擎模型

7.5.1传送控制模块

7.5.2通道判优

7.6仿真及其结果

7.7小结

总结

参考文献

致谢