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一种具有运算能力的直接存储器访问控制器   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2016-10-09
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-04-05
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-01-07
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2036-10-09
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201610879937.X 申请日 2016-10-09
公开/公告号 CN106484642B 公开/公告日 2020-01-07
授权日 2020-01-07 预估到期日 2036-10-09
申请年 2016年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 G06F13/28 主分类号 G06F13/28
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 6
权利要求数量 7 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 6 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 上海新储集成电路有限公司 当前专利权人 上海新储集成电路有限公司
发明人 景蔚亮、瞿磊、陈邦明 第一发明人 景蔚亮
地址 上海市金山区亭卫公路6505号2幢8号 邮编 201500
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 上海市 申请人所在市 上海市金山区
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
上海申新律师事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
俞涤炯
摘要
本发明涉及数据搜索领域,尤其涉及一种直接存储器访问控制器,包括一数据总线、一地址总线和硬件计算单元,硬件计算单元分别与数据总线和地址总线连接,能够对经过直接存储器访问控制器的数据进行运算处理,使得直接存储器访问控制器具备运算功能,应用范围更加广泛。
  • 摘要附图
    一种具有运算能力的直接存储器访问控制器
  • 说明书附图:图1
    一种具有运算能力的直接存储器访问控制器
  • 说明书附图:图2
    一种具有运算能力的直接存储器访问控制器
  • 说明书附图:图3
    一种具有运算能力的直接存储器访问控制器
  • 说明书附图:图4
    一种具有运算能力的直接存储器访问控制器
  • 说明书附图:图5
    一种具有运算能力的直接存储器访问控制器
  • 说明书附图:图6
    一种具有运算能力的直接存储器访问控制器
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2020-01-07 授权
2 2017-04-05 实质审查的生效 IPC(主分类): G06F 13/28 专利申请号: 201610879937.X 申请日: 2016.10.09
3 2017-03-08 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种直接存储器访问控制器,其特征在于,包括:
一数据总线接口和一地址总线接口;
硬件计算单元,分别与所述数据总线接口和所述地址总线接口连接,所述硬件计算单元对经过所述直接存储器访问控制器的数据进行运算处理;
所述硬件计算单元包括:
第一总线接口,与所述数据总线接口连接;
第二总线接口,与所述地址总线接口连接;
算术运算模块,与所述第一总线接口连接,以通过所述第一总线接口与所述数据总线接口进行数据传输;
所述算术运算模块还与所述第二总线接口连接,以通过所述第二总线接口在所述地址总线接口上查找地址;
所述算术运算模块用于对接收到的数据进行算术运算;
关系运算模块,与所述第一总线接口连接,以通过所述第一总线接口与所述数据总线接口进行数据传输;
所述关系运算模块还与所述第二总线接口连接,以通过所述第二总线接口在所述地址总线接口上查找地址;
所述关系运算模块用于对接收到的数据进行关系运算,根据输入或输出的数据,和需要存放或读取数据的地址,以判断出数据是否传输,以及判断出需要访问的地址;
计数器,用于存放计算所需要的交换数据的地址;
数据缓冲寄存器,其分别与所述数据总线接口和所述直接存储器访问控制器外部的一外部设备连接,用于暂存在所述外部设备与所述数据总线接口之间传输的数据;
所述数据缓冲寄存器包括一第一寄存单元和一第二寄存单元;
所述第一寄存单元分别与所述数据总线接口和所述外部设备连接,以及所述第二寄存单元分别与所述数据总线接口和所述外部设备连接,使得所述数据总线接口向所述第一寄存器内存储双关键字或双命令支持乒乓操作。

2.根据权利要求1所述的直接存储器访问控制器,其特征在于,所述硬件计算单元还包括:
配置寄存器,分别连接至所述第一总线接口和所述第二总线接口处,用于供用户输入配置指令,以对所述硬件计算单元的工作模式进行配置。

3.根据权利要求1所述的直接存储器访问控制器,其特征在于,所述算术运算模块具有执行第一类运算的功能。

4.根据权利要求3所述的直接存储器访问控制器,其特征在于,所述第一类运算包括加运算和减运算,每个所述加运算或所述减运算均控制在一个时钟周期内完成。

5.根据权利要求1所述的直接存储器访问控制器,其特征在于,所述算术运算模块具有执行第二类运算的功能。

6.根据权利要求5所述的直接存储器访问控制器,其特征在于,所述第二类运算包括乘运算、除运算和取模运算,每个所述乘运算或所述除运算或所述取模运算均控制在N个时钟周期内完成,N为可调节的一预设值,且N≥2,N为正整数。

7.根据权利要求1所述的直接存储器访问控制器,其特征在于,所述关系运算模块具有执行大于关系运算、等于关系运算、小于关系运算、大于等于关系运算、小于等于关系运算和不等于关系运算的功能。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及数据搜索领域,尤其涉及一种直接存储器访问控制器。

背景技术

[0002] DMA(Direct Memory Access,直接存储器访问)控制器是一种用在内部存储器之间,内部和外部存储器之间,各种标准外设和存储器之间进行数据交换的外设。一种简单的DMA控制器结构如图1所示,包括一条地址总线、一条数据总线、计数器、第一寄存器和中断模块。计数器用来存放计算用于交换数据的地址。第一寄存器用于暂存每次传送的数据,中断模块用于向CPU或者MCU申请总线控制权或者是返回中断报告。DMA控制器通过地址总线和数据总线进行数据交换时,不需要经过中央处理器或微控制器,因此就省去了CPU或MCU取指令、取数据、送数据等操作。在数据传送过程中,没有保存现场,恢复现场之类的操作,所以用DMA控制器搬移数据要比CPU或者MCU速度快很多。而且,在DMA搬移数据期间,CPU或者MCU还可以做别的事情,这样就大大提高了CPU或MCU的效率。
[0003] 但是,传统的DMA控制器往往不具有CPU或MCU的算术运算和关系运算的能力。

发明内容

[0004] 针对上述问题,本发明提出了一种直接存储器访问控制器,包括:
[0005] 一数据总线和一地址总线;
[0006] 硬件计算单元,分别与所述数据总线和所述地址总线连接,所述硬件计算单元对经过所述直接存储器访问控制器的数据进行运算处理。
[0007] 上述的直接存储器访问控制器,其中,所述硬件计算单元包括:
[0008] 第一总线接口,与所述数据总线连接;
[0009] 第二总线接口,与所述地址总线连接;
[0010] 算术运算模块,与所述第一总线接口连接,以通过所述第一总线接口与所述数据总线进行数据传输;
[0011] 所述算术运算模块还与所述第二总线接口连接,以通过所述第二总线接口在所述地址总线上查找地址;
[0012] 所述算术运算模块用于对接收到的数据进行算术运算;
[0013] 关系运算模块,与所述第一总线接口连接,以通过所述第一总线接口与所述数据总线进行数据传输;
[0014] 所述关系运算模块还与所述第二总线接口连接,以通过所述第二总线接口在所述地址总线上查找地址;
[0015] 所述关系运算模块用于对接收到的数据进行关系运算。
[0016] 上述的直接存储器访问控制器,其中,所述硬件计算单元还包括:
[0017] 第一寄存器,分别连接至所述第一总线接口和所述第二总线接口处,用于供用户输入配置指令,以对所述硬件计算单元的工作模式进行配置。
[0018] 上述的直接存储器访问控制器,其中,所述算术运算模块具有执行第一类运算的功能。
[0019] 上述的直接存储器访问控制器,其中,所述第一类运算包括加运算和减运算,每个所述加运算或所述减运算均控制在一个时钟周期内完成。
[0020] 上述的直接存储器访问控制器,其中,所述算术运算模块具有执行第二类运算的功能。
[0021] 上述的直接存储器访问控制器,其中,所述第二类运算包括乘运算、除运算和取模运算,每个所述乘运算或除运算或所述取模运算均控制在N个时钟周期内完成,N为可调节的一预设值,且N≥2,N为正整数。
[0022] 上述的直接存储器访问控制器,其中,所述关系运算模块具有执行大于关系运算、等于关系运算、小于关系运算、大于等于关系运算、小于等于关系运算和不等于关系运算的功能。
[0023] 上述的直接存储器访问控制器,还包括一数据缓冲寄存器;所述数据缓冲寄存器分别与所述数据总线和所述直接存储器访问控制器外部的一外部设备连接,用于暂存在所述外部设备与所述数据总线之间传输的数据;
[0024] 所述数据缓冲寄存器包括一第一寄存单元和一第二寄存单元;
[0025] 所述第一寄存单元分别与所述数据总线和所述外部设备连接,以及所述第二寄存单元分别与所述数据总线和所述外部设备连接,使得所述数据总线向所述第一寄存器内存储双关键字或双命令支持乒乓操作。
[0026] 有益效果:本发明提出的一种直接存储器访问控制器具有运算功能,应用范围更加广泛。

实施方案

[0033] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
[0034] 在一个较佳的实施例中,如图2所示,提出了一种直接存储器访问控制器200,可以包括:
[0035] 一数据总线和一地址总线;
[0036] 硬件计算单元210,可以分别与数据总线和地址总线连接,硬件计算单元210可以对经过直接存储器访问控制器200的数据进行运算处理。
[0037] 其中,该直接存储器访问控制器200中还可以包括数据缓冲寄存器220、中断模块240、计数器250,中断模块240可以用于向系统总线发送中断请求,计数器250可以用于存放计算需要的交换数据的地址;数据缓冲寄存器220可以与数据总线连接,用于暂存数据总线上的数据;数据缓冲寄存器220还可以与外部设备230连接,用于暂存在数据总线和外部设备230之间传输的数据;优选地,数据缓冲寄存器220还可以与硬件计算单元210直接连接,以在数据缓冲寄存器220和硬件计算单元210之间直接传输数据和/或命令。
[0038] 在一个较佳的实施例中,如图3所示,硬件计算单元300可以包括:
[0039] 第一总线接口311,可以与数据总线连接;
[0040] 第二总线接口312,可以与地址总线连接;
[0041] 算术运算模块320,可以与第一总线接口311连接,以通过第一总线接口311与数据总线进行数据传输;
[0042] 算术运算模块320还可以与第二总线接口连接,以通过第二总线接口312在地址总线上查找地址;
[0043] 算术运算模块320可以用于对接收到的数据进行算术运算;
[0044] 关系运算模块330,可以与第一总线接口311连接,以通过第一总线接口311与数据总线进行数据传输;
[0045] 关系运算模块330还可以与第二总线接口312连接,以通过第二总线接口312在地址总线上查找地址;
[0046] 关系运算模块330可以用于对接收到的数据进行关系运算。
[0047] 上述实施例中,优选地,如图3所示,硬件计算单元300还可以包括:
[0048] 配置寄存器340,可以分别连接至第一总线接口311和第二总线接口312处,可以用于供用户输入配置指令,以对硬件计算单元300的工作模式进行配置。
[0049] 上述实施例中,优选地,算术运算模块可以具有执行第一类运算的功能。
[0050] 上述实施例中,优选地,如图4所示,第一类运算可以包括加运算和减运算,每个加运算或减运算均控制在一个时钟周期内完成。
[0051] 上述实施例中,优选地,算术运算模块可以具有执行第二类运算的功能。
[0052] 上述实施例中,优选地,如图5所示,第二类运算可以包括乘运算、除运算和取模运算,每个乘运算或除运算或取模运算均控制在N个时钟周期内完成,N为可调节的一预设值,且N≥2,N为正整数。
[0053] 在一个较佳的实施例中,关系运算模块具有执行大于关系运算、等于关系运算、小于关系运算、大于等于关系运算、小于等于关系运算和不等于关系运算的功能。
[0054] 在一个较佳的实施例中,该直接存储器访问控制器还可以包括一数据缓冲寄存器;数据缓冲寄存器可以分别与数据总线和直接存储器访问控制器外部的一外部设备连接,用于暂存在外部设备与数据总线之间传输的数据;
[0055] 数据缓冲寄存器可以包括一第一寄存单元和一第二寄存单元;第一寄存单元分别与数据总线和外部设备连接,以及第二寄存单元分别与数据总线和外部设备连接,使得数据总线向第一寄存器内存储双关键字或双命令支持乒乓操作。
[0056] 具体地,该乒乓操作可以是例如将双关键字拆分为第一关键字和第二关键字,第一步将第一关键字存储在第一寄存单元,第二步将第二关键字存储在第二寄存单元并将第一寄存单元中的第一关键字输出,后续的存储步骤依次类推。本发明中的直接存储器访问控制器可以视作是一种Smart DMA控制器,处理乘,除,取模运算时需要多个DMA时钟周期,在本发明中实现多时钟周期运算时,采用软件编程设定。用户预先在硬件计算单元中的寄存器中设定合适的值,然后硬件计算单元在处理乘,除,取模运算时,根据设定的值,硬件计算单元会在相应的时钟周期内计算出数据。
[0057] 本发明中硬件计算单元的关系运算功能体现在,当数据输入或输出时,Smart DMA控制器硬件计算单元中的关系运算模块根据输入或输出的数据,和需要存放或读取数据的地址,判断出该数据是否需要传送,以及判断出需要访问的地址。
[0058] 在本发明中数据经过Smart DMA控制器,传送给系统总线或者是发送给内部或外部设备时,数据的传送采用乒乓操作的方式如图6所示。当数据经过Smart DMA控制器传送时,在第一个 DMA时钟周期,先把数据缓存到第一寄存器1中。在第二个DMA时钟周期,将第一寄存器1中的数据传送到硬件计算单元中处理,同时将下一个数据缓存到第一寄存器2中。在第三个 DMA时钟周期,将第一寄存器2中的数据传送到硬件计算单元中处理,同时将下一个数据缓存到数据寄存器1中,依次循环处理。
[0059] 综上所述,本发明提出了一种直接存储器访问控制器,包括一数据总线、一地址总线和硬件计算单元,硬件计算单元分别与数据总线和地址总线连接,能够对经过直接存储器访问控制器的数据进行运算处理,应用范围更加广泛。
[0060] 通过说明和附图,给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例,基于本发明精神,还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例,然而,这些内容并不作为局限。
[0061] 对于本领域的技术人员而言,阅读上述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因此,所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容,都应认为仍属本发明的意图和范围内。

附图说明

[0027] 图1为现有的直接存储器访问控制器的结构示意图;
[0028] 图2为本发明一实施例中直接存储器访问控制器的结构示意图;
[0029] 图3为本发明一实施例中硬件计算单元的结构示意图;
[0030] 图4为本发明一实施例中加减运算的时钟周期图;
[0031] 图5为本发明一实施例中乘除取模运算的时钟周期图;
[0032] 图6为本发明一实施例中乒乓运算的时钟周期图。
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