基于MPC8260和FPGA的DMA接口设计

　　2.1.2  中断处理

　　系统设计中使用了两类中断方式: IRQ引脚引入的外部中断和CPM触发的内部中断。初始化过程包括：使能对应的中断屏蔽位、选择中断优先级、连接对应中断向量号和中断服务程序等。为了保证较好的传输实时性，需要把中断优先级尽量设得高一些。

　　与一般中断处理过程的区别在于：MPC8260中断处理控制器采用分级结构来扩展中断信号总数。CPM内的中断就是二级中断，需要通过CPM中断控制器和SIU中断控制器两级中断控制。本设计中用来通知内核本次传输过程结束的中断是CPM内最后一个BD表传送结束的信号BC(BD Completed)。BC信号和命令结束等几个信号一起通过SIU中断挂起寄存器中的IDMA位向内核发出中断信号。所以在中断初始化时要同时有效IDMA屏蔽寄存器和SIU中断屏蔽寄存器对应的比特位。具体的中断初始化实例如下：

　　尤其要注意的是，中断处理程序结束之前的清SIU中断挂起寄存器，不能直接在SIU中断挂起寄存器的IDMA位写1，而是要通过在IDMA事件寄存器的BC位写1来间接地清SIU中断挂起寄存器。

　　2.2  FPGA部分程序

　　系统中的FPGA芯片选用Xilinx公司的VirtexII 3000。利用VirtexII内嵌的大容量BlockRAM配置为单口RAM来做缓冲区，在程序中可以用Xilinx的集成开发环境ISE 7.1i内部自带的IP核生成。对FPGA来说，由于数据的输入/输出都是顺序的，所以两端都只要1根地址线用于区分相邻的两个数据就可以了。地址线配合内部计数器构成读写指针，当写指针从缓冲区的一半跳到另外一半时发相应的中断信号。

　　FPGA设计的关键部分是和MPC8260的总线接口设计。通过适当选择缓冲区的起始地址和长度，可以使MPC8260读FPGA都以突发的方式进行。设计中，MPC8260对FPGA的突发读写遵循自己配置的UPM模式，所以要综合考虑UPM模式设计和FPGA读写逻辑设计。在设计UPM模式时，可以在每次MPC8260锁定数据总线数据之前由通用功能信号线(General Purpose Line，GPL)产生一个下降沿通知FPGA往数据总线上写新数据；或者通过GPL把总线时钟送到FPGA达到收发同步来完成MPC8260与FPGA之间的读写。

　　3  总结

　　结合MPC8260的中断处理和IDMA传输机制，设计了一种MPC8260和FPGA之间的高速数据传输接口。测试结果显示：采用循环读的方式把FPGA中的数据复制到SDRAM中，数据传输速率只有11 Mbps左右；而采用本文介绍的IDMA方式，最高速率能够达到500 Mbps，并且内核占用率较低，实验结果完全能够满足系统设计需求。本研究对于PowerPC系列CPU的接口设计有一定的参考价值。

　　参考文献

　　[1]  Freescale. MPC8260 PowerQUICCTM II Family Reference Manual .MPC8260RM Rev.2, 2005-12.

　　[2]  Freescale. MPC8260 PowerQUICCTM II IDMA Functionality.Rev. 3,2006-02.

　　[3]  Freescale. MPC8260 IDMA Timing Diagrams. Rev. 4,2006-07.