基于MPC8260和FPGA的DMA接口设计

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摘要 以MPC8260通信处理器为硬件平台，结合中断处理和IDMA传输机制设计一种最高传输速率可达500 Mbps的数据传输接口。本文详细介绍了接口的硬件电路和软件流程，以及MPC8260的DMA控制器、DMA通道初始化和中断处理过程。
% e; E( p# q9 D( Z* l/ Q+ I; Z关键词 MPC8260 FPGA DMA
9 V' K7 C' A+ |- O引言
　　在基于软件无线电的某无线通信信号侦收平台的设计中，天线接收到的信号经过变频器处理和A/D变换之后，经过高速通道把采集的信号送入主控板进行数据分发处理。系统的结构框图如图1所示。
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& Q: D. |" j  F/ o; I5 [图1 主控板的系统结构框图
　　主控板的硬件核心是嵌入式微处理器MPC8260，负责系统软件的加载、数据的分发以及与外界命令控制的交互。软件上，采用高性能的VxWorks嵌入式实时操作系统。从天线接收到的射频信号经过变频和A/D变换之后作为数据源连接到FPGA，FPGA对接收到的数据进行中频变换和信道估计等预处理后，在CPU的控制下将数据传输到本地内存，最后CPU对数据打包后进行快速分发。因此，将40～50 Mbps的高速数据流从FPGA传给CPU成为系统设计的一个关键。
　　如果每传递一个字节的数据都需要CPU的介入，那么不论是采用中断驱动还是采用程序查询的方式，数据传输速率都会很低，无法满足系统需求。DMA（直接存储器存取）和一般的程序控制传送方式相比具有数据传送速度高、I/O响应时间短和CPU额外开销小的优点，因此，选择DMA的传输模式，使FPGA中的数据不经过CPU内部寄存器的中转而直接存放到本地内存。MPC8260支持多种DMA实现方式，分别适用于不同数据传输源/目的设备、不同传输数据块大小和存储模式的需要，因此需要根据主控板的系统特点设计出合适的DMA传输接口。
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