引言dsp(數字訊號處理器)和fpga(現場可程式設計門陣列)一直是數字訊號處理的兩個核心處理單元。目前的無線通訊、影象系統、語音系統都是以這兩類晶元為核心，配置必要的外圍電路來組成整個系統。dsp的主要優點是演算法處理能力強，而fpga的主要優點則是並行處理。
隨著電子技術和晶元技術的發展，dsp和fpga逐漸融合，目前一般的fpga晶元都提供數字演算法處理ip核，可以在fpga上完成fft、濾波等傳統意義上屬於dsp的工作。這些核的主要缺點是演算法固定，只提供成熟的演算法，演算法處理的靈活性較低。經過長期的發展，dsp的片內外設逐漸豐富，但一直很難觸及fpga的並行處理。
ti公司推出的c6727b晶元其片內整合了最新的dmax(dual data movement accelerator，雙向資料傳輸加速器)模組，使得並行資料傳輸成為可能。其實現並行資料傳輸的本質就是相當於在片內整合2個edma(en—hanced direct memory access，增強的直接儲存器訪問)模組，實現資料在無需cpu參與情況下的並行雙路傳輸。本文以hpi和emif介面的資料傳輸為例，介紹dmax的結構、配置及其使用方法。
1 dmax及其結構
c6727b是在c671x基礎上發展的浮點型dsp，其最高工作頻率達到350 mhz。單個指令週期可以執行6個浮點資料運算，最高達到2 100mflops；片內具有256kb的ram，片內外設有。emif、uhpi、音訊串列埠、dmax、定時器以及i2c、spi介面等。
dmax模組是c672x系列dsp所特有的資料傳輸模組，可以實現內部儲存器、片內外設和外部儲存器兩兩之間的資料傳輸。其內部結構如圖1所示。
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從圖中可以看出，dmax主要由事件和中斷處理模組、事件編碼器、事件參數列、事件的位址生成硬體等組成。事件模組分成高優先順序和低優先順序兩個相互獨立的模組，各自有獨立的事件入口和事件參數列，和cpu有獨立的介面，使得dmax可以同時處理兩個不同的事件。當訪問cpu埠時，max0的優先順序高，maxl的優先順序低。
dmax可以使使用者定義的資料在內部資料儲存器與外設之間移動，dmax能夠移動資料到任意能夠定址的儲存器空間，包括內部儲存器、外設儲存器空間、擴充套件記憶體。dmax能夠同時處理2個資料轉移請求，而且dmax能夠通過執行先進的一維、二維與三維資料的儲存器傳輸工作，從而使dsp得以專注於訊號處理任務，顯著提高系統效能，適合影象的子幀提取或者語音頻號的子通道提取。
為了方便cpu直接控制dmax，c6727b還有2個專門的暫存器負責cpu與dmax的通訊，分別為detr與desr暫存器，cpu通過對這兩個暫存器的讀寫就可以控制dmax的操作。
2 系統硬體結構
c6727b和其他dsp有乙個較大的區別就是，c6727b不再提供專門的外部中斷引腳，而是使用一些gpio引腳與dmax配合使用，通過暫存器的設定將gpio引腳配置成外部中斷引腳。為了實現並行的資料傳輸，需要使用2個外部中斷引腳。為此，使用c6727b的音訊串列埠的axr[8]和axr[9]作為通用i／o引腳，，如圖2所示。
此時音訊串列埠不能再作為普通的音訊口使用，而是配置成i／0介面。
從圖2可以看出，配置好音訊串列埠後，一旦axr[8]和axr[9]引腳有上公升沿到，則mcasp0和mcasp1啟用dmax的事件26和事件27。這兩個事件分別連線到dmax的低優先順序和高優先順序模組。即使兩個中斷同時發生，dmax也可以同時響應事件，並處理相應的資料傳輸。
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為了實現並行資料傳輸，必須將事件26的引數設定成與emif介面通訊，同時需要將傳輸資料的源位址，目的位址，資料個數和資料增加方式(不變、加1、減1等)在初始化時寫入dmax(lo)的引數中。這樣，一旦事件26觸發，dmax(lo)將自動傳輸資料；資料傳輸結束後，可以根據需要將dmax(lo)配置為向cpu傳送內部中斷14。同樣，對於事件27，配置dmax(hi)的引數就可以完成對hpi介面的資料傳輸，也可以根據需要將dmax(hi)配置為向cpu傳送內部中斷13。
mcasp與中斷相關的暫存器配置是實現以上方案的重點，其中斷配置框圖如圖3所示。從圖中可以看出，使用pfunc暫存器將其配置成通用i／0引腳；pdir暫存器控制i／o引腳的方向，若是輸出引腳則由pout引腳輸出高低電平，若是輸入引腳則由pdin暫存器讀出該引腳的狀態；此外，可以使用pdclr和pset暫存器清除或者設定輸出引腳的狀態。
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3 系統軟體設計
系統軟體設計主要包括mcasp、dmax、hpi和emif的初始化，以及中斷使能等。系統主程式只需要等待中斷進行相應的處理，主要的資料傳輸工作都是由dmax按照軟體配置自動完成，不需要cpu參與。系統軟體流程如圖4所示。
圖中，虛線部分表示由dmax獨立完成的工作，實線部分表示由cpu完成的工作。兩者之間通過內部中斷方式實現狀態的交流。
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當有2個以上傳輸事件發生，尤其是多個事件都在同乙個dmax優先順序完成時，事件仲裁就變得很重要。圖5是多個dmax事件進行資料傳輸的例子。圖中，事件a為dmax(hi)資料傳輸；事件0～2為dmax(lo)資料傳輸。
在dmax(lo)中，設定事件o優先順序最高，事件2優先順序最低。
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事件a和事件0同時發生，將分別觸發dmax(hi)和dmax(lo)進行資料傳輸。在之後的時鐘週期內，dmax(hi)不再有其他事件發生，將穩定、持續地進行事件a的資料傳輸，直到傳輸結束，如圖5中最後一行所示。
對於dmax(lo)，在傳輸了事件0的乙個資料後，事件2發生。雖然事件2的優先順序低於事件o，但dmax(lo)仍然會響應事件2，並且會傳輸乙個事件2的資料，如圖中第5行的e2／qo。此時，dmax(lo)就存在2個啟用的事件——事件o和事件2。
之後的資料傳輸dmax(lo)進行優先順序判斷，將優先傳輸事件o的資料，而將事件2掛起，直到事件o結束後才開始處理事件2的資料傳輸。
4 總結
dmax使用2路獨立的傳輸通道從而實現並行資料傳輸，其本質是採用了獨立的物理通道，這與fpga實現並行處理基本一致。本文介紹了基於c6727b的dmax的基本結構以及軟硬體設計，使用事件優先順序控制區分多個事件的資料傳輸。由於可以並行傳輸資料，使得dsp與外部裝置的通訊更加方便和快捷，而且不需要cpu的參與，減輕了cpu的負擔，使cpu可以專注於複雜的演算法處理。
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