英創(chuàng)信息技術(shù)ESM335x工控主板ISA總線DMA數(shù)據(jù)傳輸簡介

在《EM335x主板ISA總線的高級(jí)應(yīng)用》一文中介紹了WEC7版的ESM335x精簡ISA總線數(shù)據(jù)"塊"讀寫方法，對(duì)于多字節(jié)數(shù)據(jù)塊的連續(xù)讀寫，采用塊讀寫方式可以減少驅(qū)動(dòng)程序API的調(diào)用次數(shù)，提高ISA總線的訪問效率。

數(shù)據(jù)塊讀寫功能是通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)的DeviceIoControl來完成的，需要用到以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

typedef struct

{

PBYTE pReadBuf; //ISA讀數(shù)據(jù)buffer, 只能一個(gè)buffer有效

PBYTE pWriteBuf; //ISA寫數(shù)據(jù)buffer, 只能一個(gè)buffer有效

DWORD dwDataLength; //length of data in byte

DWORD dwDataPortOfs; //讀寫的起始地址 = 0x00 – 0xFF

DWORD dwInc; //= 0: 固定地址, > 0: 讀寫后地址自動(dòng)增加

} ISA_BLOCK_INFO, *PISA_BLOCK_INFO;

在上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中：

pReadBuf為進(jìn)行讀操作時(shí)的數(shù)據(jù)buffer，讀操作具體為8-bit數(shù)據(jù)讀。注意：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，pReadBuf和pWrietBuf只能有一個(gè)有效。

pWriteBuf為進(jìn)行寫操作時(shí)的數(shù)據(jù)buffer，寫操作具體為8-bit數(shù)據(jù)讀。注意：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，pReadBuf和pWrietBuf只能有一個(gè)有效。

dwDataPortOfs為讀寫的端口地址，范圍為0x00 – 0xFF。

dwDataLength為本數(shù)據(jù)塊讀或?qū)懙淖止?jié)數(shù)。

dwInc為每次讀寫后，地址的自動(dòng)增量，dwInc = 0:表示固定地址讀寫，dwInc > 0: 表示每次讀寫后，地址會(huì)自動(dòng)增加dwInc，作為下一次的讀寫地址。當(dāng)?shù)刂烦^0xFF時(shí)，會(huì)折回到地址0x00。

數(shù)據(jù)塊讀寫方式雖然減少了頻繁調(diào)用系統(tǒng)API而產(chǎn)生的系統(tǒng)開銷，但數(shù)據(jù)讀寫過程還是需要CPU的全程參與，為了進(jìn)一步提高CPU的利用效率，我們升級(jí)了ISA的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)了DMA方式的數(shù)據(jù)傳輸?；谥С諨MA操作的ISA驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用程序在調(diào)用DeviceIoControl進(jìn)行塊讀寫操作時(shí)，如果訪問固定地址（即將設(shè)置參數(shù)dwInc為0），則驅(qū)動(dòng)程序就會(huì)自動(dòng)啟用DMA方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

采用DMA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸可以進(jìn)一步提高ISA總線的數(shù)據(jù)傳輸速度，同時(shí)大大降低總線數(shù)據(jù)傳輸對(duì)CPU負(fù)載率的影響。當(dāng)不使用DMA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，ESM335x CPU全速運(yùn)行時(shí)(CPU負(fù)載100%)，ISA總線的讀寫速度在3MB/s左右，使用DMA方式后，ESM335x ISA總線速度可達(dá)到5MB/s左右，扣除驅(qū)動(dòng)程序必要處理開銷，在應(yīng)用層實(shí)測的數(shù)據(jù)塊讀速度為4.17MB/s、數(shù)據(jù)塊寫速度為4.5MB/s，而此時(shí)CPU的負(fù)載率在15%左右。