适应多种时序的DMA控制器设计

　　dam_cnt表示在本次多block操作中，SD卡控制器从DMA存储器中读出数据的字节数(DMA读模式)或写入DMA存储器中的数据字节数(DMA写模式)。

　　显然，在该图像协处理器中，每个CMD18和CMD25完成之后，dam_in_cnt和dma_cnt都将与dma_num相等，且均为5 120。

2.2.1 multiple block write

　　如前所述，每次multiple block write要向卡写入10个block数据，即10x512=5 120字节。为了提高写卡速度，基带芯片首先向DMA存储器中写入1个block数据，然后向SD卡发出CMD25(multi block write command)。当SD卡控制器发出CMD25并接收到该命令的应答信号后，立即向DMA控制器发出dma_req信号，准备从DMA存储器中读取数据。当DMA控制器监测到dma_req为1且dma_write为0后，将依次进入状态1、状态2、状态3、状态4。在状态4中，其会检查基带芯片的写信号host_dma_wr是否有效，如无效，其将从DMA存储器中读取当前地址的数据，然后再将DMA存储器的地址加1并进入状态5;如 host_dma_wr有效，则DMA控制器将等待一个时钟周期，在下个时钟的上升沿再去判断host_dma_wr的极性，若其失效再读DMA存储器。也就是说基带芯片对DMA存储器的操作有更高优先级，利用这个办法就可以使基带芯片和SD卡控制器可以尽量并行工作以加快写卡速度。在状态5中，DMA读状态机做如状态4的操作，这是因为dma_rdata的数据线宽度为32位，而dma_memory_data-out的数据线宽度是16位，所以必须要读2次DMA存储器再做一次DMA读传送。在状态6中，DMA状态机将向SD卡控制器发出dma_ack(数据使能信号)和dma- rdata[31：0]，随后进入状态7。在状态7中，DMA状态机将做3个重要判断，首先其判断dma-cnt是否等于dma_num，如相等则意味着 SD卡控制器在本次多block操作中已经读取了全部5 120个字节数据，状态机将回到初始状态以准备下一次DMA操作;若不相等，则判断dma_c-nt是否等于dma_in_cnt，若dma_cnt等于 dma_in_cnt，则意味着基带芯片写入DMA存储器的所有数据均已被SD卡控制器读出，DMA存储器已经为空，但数据量还没有达到5 120字节，DMA状态机将进入状态8即等待状态，只有基带芯片写入新的数据后，SD卡控制器才能回到状态4继续读取数据，这个分支主要是应用于SD卡控制器写卡速度快于基带芯片写DMA存储器的情况;若dma_cnt不等于dma_in_cnt，则DMA状态机将检查dma_req信号的极性，如其为 1，状态机将转至状态4读取下一个32位数据，如为0则意味着此时SD卡控制器写卡的速度要慢于DMA读数据的速度，其前面通过DMA接口读出的数据还没有完全写入SD卡，所以SD卡控制器将暂停从DMA存储器中读取数据，DMA控制器的状态机也将在状态7处于等待状态，等待dma_req重新为1。当 dma_req再次为1后，状态机将回到状态4开始新的32位数据的DMA读操作。最后，当第5 119和5 120个字节被从DMA存储器读出后，DMA状态机将在状态7中检查到dma_cnt=dma_num，标志至此，DMA状态机完成了一次DMA读操作的全过程。SD卡控制器将向基带芯片发出中断信号，基带芯片响应该中断后将启动下一个读卡或写卡的命令。其读状态流程图如图2所示。

　　2.2.2 multiple block read

　　在该图像协处理器中每次multiple block read要从卡读出10个block数据并将其全部写入DMA存储器当中。当处于初始状态(状态0)的DMA状态机发现dma_req为1且 dma_write信号为1时，即明确SD卡控制器将开始DMA写操作，其将依次进入状态1、状态2、状态3、状态4。在状态1中，DMA状态机会向SD 卡控制器发出dma_ack信号，由于存储器读存在延时，SD卡控制器将在此后的第二个时钟上升沿(即DMA状态机在状态3时)送出dma_wdata。 DMA控制器将dma_wdata暂存一个时钟周期后，会在状态4和状态5中把此32位数据依次写入DMA存储器，dma_memory_addr也将在这两个状态分别加1。在状态7中，DMA控制器也将做2个判断，首先会判断dma_cnt和dma_num是否相等，若相等说明本次 multipleblock read的全部5 120字节数据已经写入DMA存储器中，DMA状态机将回到状态0等待下一次DMA操作指令;若不相等，则判断dma_req是否为1，如果为1则意味着继续做本次DMA写操作，DMA状态机也将回到状态1，开始下一个32位数据的写入;如果dma_req为0则说明SD卡控制器读卡的速度较慢，暂时还没有新的32位数据要写入，DMA状态机也将在状态7处于等待状态，直至dma_req再次为1，状态机才回