專利名稱：使用混合dma來處理高速數(shù)據(jù)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用混合直接存儲器訪問(DMA)來處理高速數(shù)據(jù)的 設(shè)備和方法。更具體地，本發(fā)明涉及在主處理器與外圍輸入/輸出(I/O) 單元之間用于處理高速數(shù)據(jù)的接口。
背景技術(shù)：
DMA表示一種允許外圍I/0單元在沒有主處理器的情況下經(jīng)由 DMA控制器直接訪問存儲器的技術(shù)。DMA使得外圍I/0單元即使在主 處理器執(zhí)行不同處理的操作時也可以進行操作。因此，DMA提高了數(shù) 據(jù)吞吐量以及中央處理單元(CPU)使用性能。
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為訪問i/o總線以向存儲器傳輸i/o數(shù)據(jù)的方法，
已經(jīng)使用了以下方法當中的僅一種方法DMA方法、非DMA方法、 以及在非DMA方法情況下的輪詢驅(qū)動方法或中斷驅(qū)動方法。在輪詢驅(qū) 動方法和中斷驅(qū)動方法中，CPU為外圍I/0單元提供服務(wù)。在中斷驅(qū)動 方法中，CPU僅在外圍I/0單元請求服務(wù)時才提供服務(wù)。因此，在經(jīng)由 1/0總線一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大的情況下，中斷驅(qū)動方法是有利的。另一 方面，在輪詢驅(qū)動方法中，CPU使用預(yù)定義的時間間隔來監(jiān)控外圍1/0 單元是否請求服務(wù)或外圍I/0單元是否準備好接收服務(wù)。因此，在經(jīng)由 1/0總線一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小的情況下，輪詢驅(qū)動方法是有利的。艮卩， 與中斷驅(qū)動方法相比，輪詢驅(qū)動方法可以在數(shù)據(jù)處理方面提供更佳的 吞吐量，然而在總線占用率方面具有更差的權(quán)衡。
可以根據(jù)I/0總線訪問方法的選擇來控制CPU共享性能。在使用以 上訪問方法當中的僅一種方法時，可能導(dǎo)致在CPU使用性能方面變差。 例如，在僅實施中斷驅(qū)動方法的情況下，中斷驅(qū)動方法也用來傳輸小 塊數(shù)據(jù)。這樣，因為除了小數(shù)據(jù)之外需要用于中斷處理的附加開銷， 所以可能會導(dǎo)致性能變差。另一方面，在僅實施輪詢驅(qū)動方法的情況下，在傳輸大小比預(yù)定義的大小更大的數(shù)據(jù)的過程中，因為資源繁忙 所以其他處理器不能共享資源，并且性能可能會變差。在小塊信令數(shù)
據(jù)(signaling data)的傳輸頻繁出現(xiàn)并且需要卓越CPU使用性能的應(yīng) 用中，這樣的局限性可能是不利的。
因此，需要一種處理高速數(shù)據(jù)以及提高CPU使用性能的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面將解決至少上述問題和/或缺點以及提供至少下 述優(yōu)點。相應(yīng)地，本發(fā)明的一方面將提供一種使用混合DMA來處理高 速數(shù)據(jù)的設(shè)備和方法。
根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種在數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中傳輸存儲器的 輸入/輸出(I/O)數(shù)據(jù)的方法。該方法包括確定要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的大 ??；通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第一闊值相比較來確定數(shù)據(jù)的存儲器 訪問方法；以及通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第二閾值相比較來確定數(shù) 據(jù)I/0總線訪問方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于傳輸存儲器的i/o數(shù)據(jù)的
設(shè)備。該設(shè)備包括傳輸數(shù)據(jù)大小確定單元，用于確定要傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 的大小；存儲器訪問方法確定單元，用于通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與 第一閾值相比較來確定數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法；以及I/0總線訪問方法 確定單元，用于通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第二閾值相比較來確定數(shù) 據(jù)的170總線訪問方法。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，通過以下結(jié)合附圖并公幵了本發(fā)明示 例實施例的詳細描述，本發(fā)明的其他方面、優(yōu)點、以及特征將變得明 顯。


根據(jù)以下結(jié)合附圖所進行的描述，本發(fā)明特定示例實施例的以上 和其他方面、特征以及優(yōu)點將變得明顯，附圖中-
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的使用混合DMA來處理高速數(shù)據(jù)的設(shè)備的圖示；
圖2是根據(jù)本發(fā)明示例實施例的、包含于外圍I/0單元中的混合總
線驅(qū)動器的框圖；以及
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的、對包含于外圍I/0單元中 的混合總線驅(qū)動器的高速數(shù)據(jù)進行處理的方法的流程圖。
在附圖中，相似的附圖標記將被理解為代表相似的部分、組件以 及結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
提供以下參照附圖的詳細描述，以幫助全面理解如權(quán)利要求及其 等價物所限定的本發(fā)明的示例實施例。所述描述包括了不同的特定細 節(jié)以幫助理解，而這些細節(jié)僅被看做是示例性的。相應(yīng)地，本領(lǐng)域技 術(shù)人員將認識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對此 處所描述的實施例進行各種改變和修改。此外，為了清楚和簡明，省 略了對公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。
說明書和權(quán)利要求中所使用的術(shù)語和詞語不限于文獻含義，而是 僅被發(fā)明人用來使得能夠清楚和簡明地理解本發(fā)明。相應(yīng)地，本領(lǐng)域 技術(shù)人員將清楚，以下對本發(fā)明示例實施例的描述僅僅是出于說明性 目的而提供的，而目的并不在于對所附權(quán)利要求及其等價物所限定的 本發(fā)明加以限制。
將理解，除非上下文清楚地指定，否則單數(shù)形式的"一"、"一個" 以及"該"包括多個所指對象。因此，例如，提供"一個部件表面"包含 對一個或更多個這樣的表面的提及。
術(shù)語"實質(zhì)上"意思是指不需要精確地實現(xiàn)所述特性、參數(shù)或值， 而是可以在量值上有所偏差或變化，包括例如容限、測量誤差、測量 精度極限以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他因素，這些偏差或變化不妨 礙特性所要提供的效果。
以下將參考附圖對本發(fā)明的示例實施例進行描述。在以下描述 中，沒有詳細描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因為它們將使得本發(fā)明在不必 要的細節(jié)上混淆。
6以下所述本發(fā)明示例實施例示出了一種使用混合直接存儲器訪
問(DMA)來處理高速數(shù)據(jù)的設(shè)備和方法。
圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的、用于使用混合DMA來處 理高速數(shù)據(jù)的設(shè)備的圖示。
如圖1所示，用于處理高速數(shù)據(jù)的設(shè)備包括外圍輸入/輸出(I/O) 單元IOO、主處理器110、 DMA控制器120以及存儲器130。
參照圖l，外圍I/O單元100包括混合總線驅(qū)動器101。外圍I/0單元 100使用總線驅(qū)動器101根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的大小來確定存儲器訪問方法以 及I/0總線訪問方法，并向存儲器130傳輸I/O數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，對于數(shù)據(jù) 傳輸定義兩個閾值。閾值充當參考值，以選擇存儲器訪問方法以及1/0 總線訪問方法。
在將非DMA方法確定為存儲器訪問方法并且接收到來自外圍1/0 單元100的數(shù)據(jù)時，主處理器110將接收到的數(shù)據(jù)傳輸至存儲器130。
在將DMA方法確定為存儲器坊問方法并且接收到來自外圍I/0單 元100的數(shù)據(jù)時，DMA控制器120將接收到的數(shù)據(jù)傳輸至存儲器130。
存儲器130存儲并管理數(shù)據(jù)。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的、包含于外圍I/0單元中的 混合總線驅(qū)動器的框圖。
如圖2所示，混合總線驅(qū)動器包括傳輸數(shù)據(jù)大小確定單元200、存 儲器訪問方法確定單元210、I/O總線訪問方法確定單元220以及數(shù)據(jù)傳 輸單元230。
參照圖2，傳輸數(shù)據(jù)大小確定單元200確定并輸出傳輸數(shù)據(jù)的大小 存儲器訪問方法確定單元210通過將來自傳輸數(shù)據(jù)大小確定單元 200的確定結(jié)果與第一閾值相比較來確定傳輸數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法， 并將所確定的存儲器訪問方法輸出。即，當傳輸數(shù)據(jù)的大小大于第一 閾值時，將DMA方法確定為傳輸數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法。當傳輸數(shù)據(jù) 的大小小于或等于第一閾值時，將非DMA方法確定為傳輸數(shù)據(jù)的存儲 器訪問方法并輸出該非DMA方法。這里，第一閾值充當參考值，用于 確定傳輸數(shù)據(jù)的大小是適合基于DMA方法的傳輸還是適合基于非 DMA方法的傳輸。 一般而言，通過測量使用DMA的中斷驅(qū)動方法的
7附加幵銷而耗費的時間以及非DMA的中斷驅(qū)動方法的開銷時間，來確 定第一閾值。因此，第一閾值可以是與DMA的中斷驅(qū)動方法的開銷處 理時間相對應(yīng)的數(shù)據(jù)大小，但可以根據(jù)設(shè)置(如，存儲器訪問時間、 總線時鐘等)而不同地變化。
1/O總線訪問方法確定單元220通過將來自傳輸數(shù)據(jù)大小確定單元 200的確定結(jié)果與第二閾值相比較來確定I/O總線訪問方法，并輸出所 確定的I/0總線訪問方法。即，當傳輸數(shù)據(jù)的大小大于第二閾值時，I/O 總線訪問方法確定單元220將中斷驅(qū)動方法確定為傳輸數(shù)據(jù)的I/O總線 訪問方法。當傳輸數(shù)據(jù)的大小小于或等于第二閾值時，1/0總線訪問方 法確定單元220確定并輸出輪詢驅(qū)動方法作為傳輸數(shù)據(jù)的I/O總線訪問 方法。這里，第二閾值充當參考值，用于確定傳輸數(shù)據(jù)的大小是適合 基于中斷驅(qū)動方法的傳輸時還是適合基于輪詢驅(qū)動方法的傳輸。 一般 而言，通過測量使用中斷驅(qū)動方法的附加開銷而消耗的時間以及不使 用中斷的輪詢驅(qū)動方法的數(shù)據(jù)傳輸而消耗的時間，來確定第二閾值。 因此，第二閾值可以是與中斷驅(qū)動方法的開銷處理時間相對應(yīng)的數(shù)據(jù) 大小，但可以根據(jù)設(shè)置(如，存儲器訪問時間、總線時鐘等)而不同 地變化。
'數(shù)據(jù)傳輸單元230使用由存儲器訪問方法確定單元210確定的存 儲器訪問方法以及由I/0總線訪問方法確定單元220確定的I/0總線訪 問方法，來對所述傳輸數(shù)據(jù)進行傳輸。
這里，第一閾值大于第二閾值。在使用輪詢驅(qū)動方法來傳輸大數(shù) 據(jù)的情況下，長時間應(yīng)用繁忙等待，并且中央處理單元(CPU)共享 性能可能變差。因此，DMA方法僅使用中斷驅(qū)動方法來傳輸數(shù)據(jù)。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的、對包含于外圍I/0單元中 的混合總線驅(qū)動器的高速數(shù)據(jù)進行處理的方法的流程圖。
參照圖3，在步驟301中，混合總線驅(qū)動器確定是否存在傳輸數(shù)據(jù)。 當不存在傳輸數(shù)據(jù)時，混合總線驅(qū)動器返回步驟301并重復(fù)確定是否存 在傳輸數(shù)據(jù)。另一方面，當存在傳輸數(shù)據(jù)時，在步驟303中混合總線驅(qū) 動器確定傳輸數(shù)據(jù)的大小是否大于第一閾值。
當在步驟303中傳輸數(shù)據(jù)的大小大于第一閾值時，在步驟305中，
8混合總線驅(qū)動器將DMA方法確定為傳輸數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法，并且 將中斷驅(qū)動方法確定為傳輸數(shù)據(jù)的I/0總線訪問方法。在步驟315中， 混合總線驅(qū)動器使用所確定的DMA方法以及中斷驅(qū)動方法來傳輸數(shù) 據(jù)。
相反，當在步驟303中傳輸數(shù)據(jù)的大小小于或等于第一閾值時， 混合總線驅(qū)動器在步驟307中將非DMA方法確定為存儲器訪問方法， 以及在步驟309中確定傳輸數(shù)據(jù)的大小是否大于第二閾值。當在步驟 309中傳輸數(shù)據(jù)的大小大于第二閾值時，在步驟311中混合總線驅(qū)動器 將中斷驅(qū)動方法確定為I/0總線訪問方法。然后在步驟315中混合總線 驅(qū)動器使用所確定的非DMA方法以及中斷驅(qū)動方法來傳輸數(shù)據(jù)。另一 方面，當傳輸數(shù)據(jù)的大小小于或等于第二閾值時，混合總線驅(qū)動器在 步驟313中將輪詢驅(qū)動方法確定為I/0總線訪問方法，以及在步驟315 中使用所確定的非DMA方法以及輪詢驅(qū)動方法來傳輸數(shù)據(jù)。
然后混合總線驅(qū)動器結(jié)束高速數(shù)據(jù)的處理。
本發(fā)明的示例實施例具有以下優(yōu)點通過提供一種使用混合DMA 來處理高速數(shù)據(jù)的設(shè)備和方法，提高了數(shù)據(jù)吞吐量和CPU使用性能。 此外，本發(fā)明的示例實施例還同時提供了應(yīng)用驅(qū)動環(huán)境以及高速數(shù)據(jù) 傳輸。
盡管參考本發(fā)明的特定示例實施例示出并描述了本發(fā)明，然而本 領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離如所附權(quán)利要求及其等價物所限定的 本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對本發(fā)明進行形式和細節(jié)上的各 種修改。
權(quán)利要求
1、一種在數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中傳輸存儲器的I/O數(shù)據(jù)的方法，該方法包括確定要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的大小；通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第一閾值相比較來確定數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法；以及通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第二閾值相比較來確定數(shù)據(jù)的I/O總線訪問方法。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一閾值大于所述第 二閾值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，確定存儲器訪問方法包括 當所確定的數(shù)據(jù)大小大于第一閾值時，將DMA方法確定為數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法；以及當所確定的數(shù)據(jù)大小小于或等于第一閾值時，將非DMA方法確定為數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，確定I/0總線訪問方法包括 當所確定的數(shù)據(jù)大小大于第二閾值時，將中斷驅(qū)動方法確定為數(shù)據(jù)的I/0總線訪問方法；以及當所確定的數(shù)據(jù)大小小于或等于第二閾值時，將輪詢驅(qū)動方法確 定為數(shù)據(jù)的i/o總線訪問方法。
5、 一種用于傳瑜存儲器的I/0數(shù)據(jù)的設(shè)備，該設(shè)備包括 傳輸數(shù)據(jù)大小確定單元，用于確定要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的大小； 存儲器訪問方法確定單元，用于通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第一閾值相比較來確定數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法；以及1/0總線訪問方法確定單元，用于通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第二閾值相比較來確定數(shù)據(jù)的i/o總線訪問方法。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述第一閾值大于所述第 二閾值。
7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，存儲器訪問方法確定單元 包括用于當所確定的數(shù)據(jù)大小大于第一閾值時將DMA方法確定為數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法的單元；以及用于當所確定的數(shù)據(jù)大小小于或等于第一閾值時將非DMA方法確定為數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法的單元。
8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，1/0總線訪問方法確定單元 包括-用于當所確定的數(shù)據(jù)大小大于第二閾值時將中斷驅(qū)動方法確定 為數(shù)據(jù)的I/0總線訪問方法的單元；以及用于當所確定的數(shù)據(jù)大小小于或等于第二閾值時將輪詢驅(qū)動方 法確定為數(shù)據(jù)的I/0總線訪問方法的單元。
9、根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括數(shù)據(jù)傳輸單元，用于使用 所確定的存儲器訪問方法以及I/0總線訪問方法來傳輸數(shù)據(jù)。
全文摘要
提供了一種使用混合直接存儲器訪問(DMA)來處理高速數(shù)據(jù)的設(shè)備和方法。該方法包括確定要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的大小，通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第一閾值相比較來確定數(shù)據(jù)的存儲器訪問方法，以及通過將所確定的數(shù)據(jù)大小與第二閾值相比較來確定數(shù)據(jù)的I/O總線訪問方法。
文檔編號G06F13/20GK101620582SQ20091013962
公開日2010年1月6日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者崔鐘武, 鄭俊燁, 金鐘一 申請人:三星電子株式會社