1 DMA概述
　　直接內存存取(DMA)對計算機系統是非常重要的。它可以使CPU在運行指令的同時，系統能實現從外部存儲器或設備中存取數據，也可以在CPU不參與的情況下，由專用的DMA設備存取數據。
　　對于浮點DSP芯片來講，DMA的作用更是重要。眾所周知，DSP芯片主要是面向實時的信號處理，其核心的運算部件具有很高的運算速度，常以MFLOPS(每秒百萬次浮點運算)來衡量。ADSP2106x為120MFLOPS，但該速度是以存儲在芯片內部存儲器中的程序和數據為前提的。在DSP內部往往采用多總線的哈佛結構，數據總線和程序總線相互獨立，即指令的存取和數據的存取并行不悖；另外在ADSP2106x內部還有各種接口總線，用以提高數據的流通能力。但在芯片的外部，所有的總線都合并在一起了。因此為了發揮DSP核心運算單元的高速運算能力，首先必須把程序和數據傳輸到芯片的內存中，這通常需要DMA操作來實現。
　　另一方面，DSP系統總要與各種外部信號打交道，它從外部輸入數字信號，經過各種算法的處理后，再輸出給其他設備。不僅如此，對于浮點DSP系統，數據的輸入和輸出常常是連續不斷的。試想，如果用DSP的核心部件來完成數據的輸入和輸出，它高速的運算能力又如何發揮得出來呢？所以，浮點系列的DSP芯片大都把DMA控制部分直接集成到了芯片上，用DMA來完成數據的輸入和輸出。
　　高效的DSP系統通常采用圖1所示的結構。在內存中開辟出四塊緩存區，兩個作為輸入緩存，兩個作為輸出緩存，用來實現輸入、輸出的乒乓切換。核心處理單元直接從輸入緩存中取數運算，然后把運算結果寫入輸出緩存；而數據從外部接口的輸入和輸出則完全由DMA來實現，不需核心處理單元的參與。只要核心處理單元的運算速度和DMA的數據率滿足要求，圖1所示的結構就可以完成連續的數據流輸入和輸出。當然，從外部看，數據的輸入和輸出是連續的，但在芯片內部卻是分段處理的。分段處理雖然帶來一些誤差，但只要緩存的數據足夠長，就可以使誤差降到允許的范圍。因為間隔越長，前后數據間的相關性越小，相互間的影響就越小，故分段處理是可行的。由于分段處理，也給DSP芯片的結構帶來了一個重要影響，那就是盡可能地增加其內部存儲器的容量。對于ADSP21060，其內部的SRAM容量達4Mbit，可以滿足大多數分段處理的需要。
　　下面首先對ADSP2106x中的DMA做概要介紹，然后對幾種典型的DMA操作進行詳細分析。

2 ADSP2106x中的DMA
　　ADSP2106x中的片內DMA控制器可以同時控制10個通道的DMA，完成下列類型的數據傳輸操作：
　　·內存<=>外存或外部存儲器映射設備
　　·內存<=>其他ADSP2106x的內存
　　·內存<=>主機接口
　　·內存<=>串行口
　　·內存<=>Link口
　　·內存<=>外部設備
　　·外存<=>外部設備
　　豐富的數據流向可以使ADSP2106x實現對各種外設的接口；另外，由于ADSP2106x的內存是雙口SRAM，因此在進行上述DMA操作的同時，核心處理單元仍可以讀寫內存，使DMA操作與內部運算處理達到高度的并行性。當然，應盡量避免二者同時對同一內存地址進行讀寫。
　　每個DMA通道都有一個(或兩個)用FIFO實現的數據緩存器，最大的緩沖深度為6級，用以提高DMA數據傳輸率。所有的DMA數據傳輸都是通過這10個數據緩存器來完成的，這些緩存器如表1所示。其中通道1、3、6、7都是兩個緩存器共用一個DMA通道。所有數據緩存器作為I/O寄存器被映射到內存的前256個地址中。

　　DMA的編程是通過內部核心處理單元或外部主機對片內有關的I/O寄存器設置來實現的，這些I/O口寄存器也被映射到內存的前256個地址上。與DMA操作有關的I/O寄存器除了前面的數據緩存器外，主要還包括：
　　·DMA控制寄存器：DMAC6～9，LCTL，STCTL0～1，SRCTL0～1。
　　·地址－計數寄存器：II0～9，IM0～9，C0～9，EI6～9，EM6～9，EC6～9。
　　·鏈式操作指針寄存器：CP0～9。
　　·二維操作寄存器(也可作DMA通用寄存器)：GP0～9，DA0～5，DB0～5。
　　·DMA狀態寄存器：DMASTAT。
　　DMA設置傳輸過程一般如下：
　　(1)設置對應通道的地址－計數寄存器。
　　(2)設置對應通道的DMA控制寄存器，并將其中的DMA使能位設為有效。
　　(3)開始DMA數據傳輸。
　　(4)DMA傳輸結束后，產生對應的中斷，程序對中斷進行處理。
3 幾種常用的DMA操作
　　在基于ADSP2106x的DSP系統的開發過程中，最常用到以下幾種DMA操作：內存與外存、內存與主機、內存與外設、內存與Link口間的數據交換。
3.1 內存與外存間的DMA
　　內存與外存間的DMA傳輸可用DMA通道6～9這四個通道中的任一個。這里用一個例子來說明，假如要把內存地址0x26000～0x263ff中的1024個數用DMA通道6傳送到外存0x400000～4003ff中，可用下面的編程來實現：
　　/* 設置內存地址－計數寄存器*/
　　R0＝0x26000;
　　DM(II6)＝R0; /*設置內存起始地址*/
　　R0＝1;
　　DM(IM6)＝R0; /*設置內存地址增加值*/
　　R0＝1024;
　　DM(C6)＝R0; /*設置內存讀數次數*/
　　/*設置外存地址－計數寄存器*/
　　R0＝0x400000;
　　DM(EI6)＝R0; /*設置外存起始地址*/
　　R0＝1；
　　DM(EM6)＝R0; /*設置外存地址增加值 */
　　R0＝1024；
　　DM(EC6)＝R0； /*設置外存寫數次數*/
　　R0＝0x0205;
　　DM(DMAC6)＝R0；/*設置DMA控制寄存器DMAC6 */
　　/*設置為Master和從內存讀數方式，并使能DMA */
　　/*DMA通道6開啟DMA傳數操作*/
　　這里需要說明兩點：(1)I/O寄存器不能用立即數來直接賦值，而要通過通用寄存器R0～15或USTAT0～1來賦值；(2)在ADSP2106x中，由于數據的寬度有8、16、32和48幾種方式，通過DMA傳輸時，內存和外部接口上的寬度可以不同，因此對應的讀寫次數可能不同，故內部計數器和外部計數器要分別設置。
　　對于外部存儲器映射設備，其接口地址是固定的，此時內存與該外設間DMA的編程更加簡單。比如某外設的地址設在0x400000，要把內存0x26000～0x263ff中的1024個數用DMA通道6傳送到該外設接口上，只需把上面程序中的EM6設為0即可。
3.2 內存與主機間的DMA
　　在ADSP2106x芯片上包含了一個主機(host)接口，可以使其方便地與通用16位或32位計算機相連接，此時，通用計算機就作為ADSP2106x的主機，它可對ADSP2106x的片內存儲器進行訪問。通常情況下，為了減少主機對ADSP2106x尋址的地址線根數，以降低硬件復雜性，主機往往只對ADSP2106x的I/O寄存器(有256個)尋址，尋址的地址線只需8根^[1]。BittWare公司的ADSP2106xEZ－LAB開發板即采用了此種方式。在這種情況下，主機與ADSP2106x內存間的數據交換大多是通過DMA完成的。下面通過運行在微機上的一段C語言程序來說明，此時EZ－LAB板插入微機的ISA總線插槽上，微機作為ADSP2106x的主機，ADSP2106x的I/O寄存器可由微機通過ISA總線上的I/O口來訪問。該程序把數據d[1024]通過DMA通道6加載到ADSP2106x內存0x26000～0x263ff中。具體程序如下：
　　#include″conio.h″
　　#include ″def21060.h″ /*ADSP I/O寄存器地址定義文件*/
　　#include ″stdio.h″
　　#define ADDR 0x402 /*定義ADSP地址線對應的ISA總線I/O口地址*/
　　#define DATA 0x404 /*定義ADSP數據線對應的ISA總線I/O口地址*/
　　main()
　　{ int n,d[1024];
　　/*設置ADSP中DMA通道6的地址－計數寄存器及控制寄存器*/
　　outpw(ADDR,II6); /*尋址起始地址寄存器II6*/
　　outpw(DATA,0x6000)；/*設置II6的低16位*/
　　outpw(DATA,0x2)； /*設置II6的高16位*/
　　outpw(ADDR,IM6); /*尋址地址增加寄存器IM6*/
　　outpw(DATA,1); /*設置IM6的低16位*/
　　outpw(DATA,0); /*設置IM6的高16位*/
　　outpw(ADDR,C6); /*尋址計數寄存器C6*/
　　outpw(DATA,1024); /*設置C6的低16位*/
　　outpw(DATA,0); /*設置C6的高16位*/
　　outpw(ADDR,DMAC6); /*尋址DMA控制寄存器DMAC6 */
　　outpw(DATA,0x41);/*設置DMAC6的低16位*/
　　outpw(DATA,0); /*設置DMAC6的高16位*/
　　/*ADSP的DMA通道6設為16/32位模式，并開啟就緒，等待微機傳數*/
　　/*微機向DMA通道6的數據緩存器EPB0中連續寫入數據d[.]*/
　　outpw(ADDR,EPB0); /*尋址DAM通道6的數 據緩存器EPB0*/
　　for(n＝0;n＜1024;n++)
　　{ outpw(DATA,d[n])； /*寫數據d[n]*/
　　outpw(DATA,0); /*高16位寫0*/
　　}
　　}
　　對以上程序需要說明的有兩點：(1)ADSP2106x的地址線和數據線是通過ISA總線上兩個I/O口地址(ADDR和DATA)來訪問的；(2)ISA總線為16位，而ADSP2106x的I/O寄存器和內存的數據都為32位，因此微機要用高、低16位分別傳輸，同時把DMA6設置為16/32位模式。關于EZ－LAB的詳細情況可參見文獻[1]。
3.3 內存與外設間的DMA
　　對于某些外部設備，其輸入或輸出是與某個外部時鐘同步的，而與ADSP2106x的讀寫時鐘不相干。當這樣的設備與ADSP2106x接口時，通常的做法是在接口端加FIFO或雙口RAM，把ADSP2106x的讀寫與該外設的輸入或輸出時鐘隔離開來。但ADSP2106x芯片本身提供了更靈活、更高效的方式，即DMA通道7和8的握手DMA方式(Handshake)，可以完全省去FIFO或RAM，其典型應用電路如圖2所示。