摘要：文中介紹了具有PCI總線主控功能的專用接口芯片——S5935的基本結構，闡述了它如何實現DMA控制器的功能，并給出了用于實現DMA傳輸的WDM驅動程序。

　　1前言

　　計算機與外設之間有三種傳輸方式：程序方式、中斷方式、DMA（DirectMemoryAccess）方式。其中，前兩種方式都是CPU通過執行指令來實現主機與外設間的數據傳輸，傳輸速度較低；后一種方式是由DMA控制器直接實現外設和存儲器之間的數據傳輸，它不通過CPU，傳輸速度較高。因此在高速數據傳輸系統中，常常利用DMA方式來實現計算機與外設間的數據傳輸。

　　由于個人計算機中的PCI總線具有總線主設備支持的特點（總線主設備支持的特點就是全面支持PCI總線主設備，允許同級PCI總線訪問和通過PCI—PCI與擴展總線橋訪問主存儲器和擴展總線設備，并且，PCI主設備能夠訪問駐留于總線級別較低的另一個PCI總線上的目標）。所以，可以有兩種途徑來實現DMA傳輸，其一是利用計算機內部的DMA控制器；其二是利用具有總線主控功能的PCI接口芯片。由于后一種途徑不占用計算機系統的DMA通道，節省了計算機的資源，因此，使用較多。

　　具有總線主控功能的PCI接口芯片主要有兩種類型：一是可嵌入IP核的可編程邏輯器件，如Xilinx公司的Sparten系列等；二是專用的PCI橋接芯片，如PLX公司的PCI9054、AMCC公司的S5935等產品。前者設計較為靈活，但是要求開發者對PCI規范有較深入的理解，開發周期較長；后者設計較為簡單，開發者只要正確配置接口芯片的配置空間，注意引腳的電氣連接規范，就可以正確使用，開發周期較短。本文以專用PCI接口芯片——S5935為例，介紹其作為PCI總線主設備時如何實現DMA傳輸。

　　2AMCCS5935芯片

　　S5935是AMCC公司S59XX系列接口芯片中的一種，該芯片功能強大，可用于高速數據采集卡、視頻加速卡、多媒體通信等。它既可作PCI總線主設備，也可作PCI總線從設備，應用較為廣泛。它有三種工作方式：MAILBOX（郵箱）工作方式、PASS-THRU（直通）工作方式、FIFO（先進先出）工作方式。其中前兩種工作方式只能是S5935作為PCI總線從設備時的工作方式，FIFO工作方式可以是S5935作為PCI總線主設備時的工作方式，也可以是S5935作為PCI總線從設備時的工作方式。

　　S5935的結構如圖1所示，它有三個接口：PCI總線接口、本地端接口和非易失性存儲

　　圖1S5935結構框圖

　　器接口。PCI接口用來實現計算機與S5935間的數據、地址、命令等的傳輸。本地端接口用來實現S5935與外部存儲器間的數據傳輸以及與外部控制邏輯電路間的地址、命令等的傳輸。非易失性存儲器接口有兩種類型，它既可以與串行nvRAM相連，也可以與字節nvRAM相連，實現S5935頭部空間的配置。

　　S5935的配置空間有256字節，分為頭部配置空間和操作寄存器空間。頭部占用64字節，它又可以分為兩部份，前16個字節的定義在各種類型的設備中都是一樣的，如廠商代碼VID、設備代碼DID，其余48個字節可以根據設備支持的基本功能情況進行不同的設置，如中斷引腳的設置、PASS-THRU映射在存儲器或I/O空間的大小設置以及PCI操作寄存器的基地址設置等。操作寄存器分為16雙字的PCI操作寄存器和18雙字的本地操作寄存器，前者只能通過PCI總線對其進行訪問，后者則只能通過本地總線對其進行訪問。它們的結構非常相似，其主要區別是本地操作寄存器比PCI操作寄存器多兩個用于直通工作方式的直通地址寄存器（APTA）和直通數據寄存器（APTD），而少一個主控寄存器（MCSR）。

　　3S5935的DMA控制器特性

　　S5935的FIFO工作方式可以工作在總線主控模式下，此時S5935相當于一個帶有數據緩沖區的DMA控制器，可以在不占用計算機系統的DMA通道的情況下，進行DMA傳輸。其內部結構如圖2所示，它有兩個單向FIFO：一個FIFO的數據傳輸方向是從PCI總線到本地總線，另一個用于本地總線到PCI總線的數據傳輸，每個FIFO的大小為8×32bit；還有兩個地址寄存器和兩個數據寄存器，分別用于存儲DMA傳輸的首地址和傳輸所需的字節數。S5935的DMA傳輸可以設置為由本地總線發起，也可以由PCI總線發起的，它是在初始化時，通過設置nvRAM的45h單元的bit7實現的。下面以由PCI總線發起的DMA傳輸為例，介紹S5935的DMA控制器特性：

　　當需要進行DMA傳輸時，驅動程序通過設置MCSR寄存器的bit14或bit10，向S5935發出DMA請求信號（前者用于計算機內部存儲器讀，后者用于內部存儲器寫），S5935根據FIFO管理方案，如滿足條件，使能REQ#信號，申請總線控制權。

　　當總線仲裁器收到總線控制請求信號后，如果允許，則使能GNT#信號，從而將總線的控制權傳遞給S5935。

　　S5935得到總線控制權以后，將存儲在MWAR（或MRAR）內的地址信號發送到PCI地址總線上，并且每傳送一個字節，MWAR（或MRAR）內的地址就會自動更新，以指向下一個要傳送的字節。

　　S5935通過C/BE［3:0］#發送讀/寫控制信號，例如：發送的是0110，則為內部存儲器讀，發送的是0111，就為內部存儲器寫。

　　為了決定所傳送的字節數，并且判斷DMA傳送是否結束，S5935利用MWTC（或MRTC）存儲需要傳輸的字節數，每傳送1個字節，字節計數器的值便自動減1，減為0時，則DMA過程結束。