OMAP5910实时图像系统中的DMA数据传输

　　引言

　　实时图像处理系统的显著特点是数据量大,有效地处理和传输图像数据是实现实时图像处理系统的关键,TI公司推出了高性能多媒体双核处理器OMAP5910,是将高性能、低功耗的TMS320C55x DSP与控制性能很强的ARM925微处理器集成到同一芯片器件中如何有效地发挥双核的优势,合理利用OMAP5910的各种内存配置DMA控制器实时、高效传输大规模的图像数据是本文研究的重点。　

　　1 OMAP5910的内存管理

　　由于OMAP5910支持多种内存,因此在设计DMA传输方案时,必须对OMAP5910的内存管理有一个详细的了解。

　　OMAP5910的MPU存储器片内集成了192KB的SRAM,DSP存储器片内集成了64KB的双向DARAM,96KB的单向SARAM,32KB的程序存储器PDROM,MPU和DSP子系统的存储器映射情况如图1所示[1]。通过EMIFF和EMIFS接口,OMAP5910可以访问片外存储器,但访问片外存储器的速度与访问片内存储器的速度差别很大。

　　OMAP5910的片内存储器主要由存储器管理单元TC管理。TC管理MPU、DSP、DMA以及局部总线对OMAP5910系统存储资源（SRAM、SDRAM、Flash、ROM等）的访问,它的主要功能是确保处理器能够高效访外部存储区,避免产生瓶颈现象而降低片上处理速度,TC通过3种不同的接口－EMIFS、EMIFF或IMIF,支持处理器或DMA单元对存储器的访问.其中EMIFS接口提供对Flash、SRAM或ROM的访问,EMIFF接口提供对SDRAM的访问,IMIF接口提供对OMAP5910片内192KB SRAM的访问,3种接口是完全独立的[2],从任何一个处理器或DMA单元都可以同时访问。

　　ARM核访问DSP核的数据或内存空间,需要ARM和DSP之间进行通信,主要有3种方式支持内部双核间的通信,第1种方式通过双核共享邮箱寄存器MailBox来实现,ARM和DSP均可以通过MailBox触发对方中断,并同时传递两个16位的参数,以通知对方自己的状态或传递某种请求,第2种方式是MPUI方式,ARM通过主机接口获得对DSP存储空间和I/O空间的访问权,由ARM完成数据在双核间的搬移,第3种方式是设置DSP的MMU,将DSP的外部存储空间映射到OMAP5910系统存储资源中,共享DSP的地址空间,由DSP完成双核间的数据搬移。

　　2 OMAP5910的DMA控制器

　　OMAP5910的DMA控制器对实时图像处理系统非常重要,它可以在没有CPU参与的情况下完成映射存储空间中数据搬移,灵活的使用DMA控制器可以大大提高数据传输效率。

　　OMAP5910的DMA控制器进行通用功能传输时的特点如下：

　　1）单通道分割操作,具有通用和专用信道,不同的硬件资源端口。所有的数据交换都通过请求（Request）、准备就绪（ready）、中止（abort）信号进行握手。DMA信道是时分复用的,其传输的基本流程如图2所示。

　　2）多帧传输。传输的每个数块可以有多个数据帧。传输的数据大小为8位、16位和32位。可按字节打包、拆包、并对传输的字节计数。可访问所有的存储器地址空间（物理地址映射和I/O空间）。

　　3）DMA的读、写和帧操作都有中断触发,每个DMA物理通道都可以产生一个中断,使处理器对本次传输的状态作出反应,所有的DMA中断都是电平中断[4]。

　　4）后台传输、高吞吐率,DMA可独立于CPU工作和以PCU时钟速度进行数据吞吐。

　　实时图像处理系统的图像数据很大,同时图像处理过程中也也会产生大量的中间数据,而OMAP5910的片内资源有限,不能容纳帧的图像数据和中间数据,所以大量的图像数据必须存储在片外存储器中,为了保证系统的实时性,由DMA负责完成数据在不同存储空间的搬移,不必占用CPU的时钟周期,避免

　　CPU大部分时间堵塞在对外存的访问上,同时DMA对数据重排功能可以优化图像数据在内存中的存储,这不仅可以提高内部存储空间的利用效率,而且可以提高数据的传输速率。

　　3 OMAP5910内、外存储器数据交换分析