西北工业大学章文获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种基于FPGA的FIFO接口多通道DMA控制器获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115599719B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211270674.4,技术领域涉及:G06F13/28;该发明授权一种基于FPGA的FIFO接口多通道DMA控制器是由章文;付强;黄炳钧;周立国设计研发完成,并于2022-10-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于FPGA的FIFO接口多通道DMA控制器在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于FPGA的FIFO接口多通道DMA控制器,包含输入数据分发模块、输入数据缓存模块、输出数据分发模块、输出数据缓存模块、DMA调度模块、DDR输出模块和DDR接口模块;用于将多个数据源的多通道高速数据在内存中进行高速缓存,不占用FPGA片上RAM资源,实现多通道数据的并行、独立、高效存入和存出,数据交互接口为标准FIFO接口,使用者不用关心复杂的DDR34DoubleDataRate接口时序和多通道数据调度,采用硬件描述语言编程实现,参数化配置,兼容其它FPGA平台,可将本发明作为IP在FPGA设计中调用,缩短开发周期,提升开发效率。
本发明授权一种基于FPGA的FIFO接口多通道DMA控制器在权利要求书中公布了:1.一种基于FPGA的FIFO接口多通道DMA控制器,其特征在于,包括数据分发模块和DMA控制模块;所述数据分发模块包括输入数据分发模块、输入数据缓存模块、输出数据分发模块和输出数据缓存模块;所述DMA控制模块包括DMA调度模块、DDR输出模块和DDR接口模块;所述基于FPGA的FIFO接口多通道DMA控制器包括m种输入数据源、n个输入数据通道和p个输出数据通道; 所述输入数据分发模块用于对输入数据进行选择和分发处理,输出p通道的数据给输入数据缓存模块; 所述输入数据缓存模块为p异步FIFO模块,用于对输入数据分发模块输出的p通道数据进行时钟域转换、数据位宽转换和缓存,供DMA控制模块读出进行下一步处理; 所述输出数据缓存模块为p异步FIFO模块,用于对DDR输出模块输出的数据进行时钟域转换、数据位宽转换和缓存,供输出数据分发模块读出进行下一步处理; 所述输出数据分发模块用于对输出数据缓存模块输出的p通道数据进行选择,分发处理;根据不同工作模式,将P通道数据或输出进行后续处理,或将p输出通道数据分发为n通道后在指定的接口输出; 所述DMA调度模块用于对p通道的数据在内存中轮询写入或读出;对输入数据缓存模块中FIFO数据量进行实时监测,达到预先设定的读写突发操作块大小B时启动DMA写操作,把对应的FIFO数据连续写入内存区域,再继续轮询其他通道;同时对写入不同内存区域的数据量进行实时监测,当达到预先设定的读突发操作块大小S时启动对应内存区域的读操作,每次读突发操作连续读取的数据量为B,继续轮询其他内存区域,再到当前区域时继续读B大小数据量;每个内存区域定义一对逻辑读写地址,设置起始地址与结束地址,当读写地址达到结束地址时,跳转到起始地址,形成环形缓存区,内存中写入和读出的数据量分别由一个计数器值表示,由计数器的差值表示内存区域中当前写入或可读的数据量,不由读写地址直接判断产生,读写操作在逻辑上独立操作,互不影响;当写速率大于读速率时,设置读写监测阈值,实时监测内存区域中可读突发块大小数,超过读写监测阈值时,反馈输入数据分发模块不再写入更多数据到输入数据缓存模块,小于读写监测阈值时,启动写缓存操作;当读速率大于写速率时,实时监测内存区域中写入的数据量大于或等于读突发块大小时启动读操作,不满足条件则只更新写指针,保证读出的数据有效; 所述DDR输出模块用于对DDR接口模块输出的数据进行分发;DDR输出模块包含两个同步FIFO,分别用于读操作命令缓存和读数据缓存,在一次读操作后将带有标记内存区域的信号写入命令缓存,将DDR输出的数据写入读数据缓存,当命令缓存不空时读出一个信号,再从数据缓存中读出指定大小数据输出给输出数据分发模块的对应数据通道,再从命令缓存读出下一个信号,循环进行;实现读操作与读数据同步; 所述DDR接口模块用于实现DDR接口时序;DDR接口模块信号包含:控制信号、命令信号、地址信号和数据信号;当控制信号app_rdy和app_en同时拉高时,将地址信号app_addr和命令信号app_cmd给出,当控制信号app_wdf_rdy和app_wdr_wren同时拉高时,将数据信号app_wdf_data给出,完成一次写操作;当控制信号app_rdy和app_en同时拉高时,将命令信号app_cmd给出,当app_rd_data_valid有效时,数据出现在读数据总线,完成一次读操作。
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