1、簡介

　　IPOntellectualPIDperty）是隨著EDA（ElectroniDesignAn－tomation）技術(shù)發(fā)展而提出的新概念。隨著微電子工業(yè)的飛速革命，集成電路的設(shè)計規(guī)模越來越大，以滿足日漸復(fù)雜的電子系統(tǒng)的需要，同時又由于上市時間廠linetoMarket）的要求，必須花費盡可能少的時間來證明部件和系統(tǒng)的可靠性。所以，從共享的角度來看待問題，對已經(jīng)過設(shè)計驗證的功能模塊的重用無疑是解決這個瓶頸的最佳方案。

　　當(dāng)前的設(shè)計思想是類似軟件的面向?qū)ο蟮母拍?，采用虛擬插座VS（VirtuaS0ckets）的概念，把多個不同來源的電路模塊組合起來達(dá)到要求的功能，并將其集成在一塊硅片上。IP就是實現(xiàn)這種功能模塊的混合、嗎配和重用以實現(xiàn)片上系統(tǒng)（SystemonACh響設(shè)計的最好方法。這將使系統(tǒng)級IC集成設(shè)計成為切實可行的技術(shù)方向。

　　IP就其本質(zhì)來講即是一個能提供正確接口信號的功能模塊。MentorGraPhics所下的定義是可重用的部件（ReusableComPOnentS）。具體在ASIC／IC設(shè)計中，通常指的是一個軟核，是一個通過具體電路驗證（Silicon－Verified）的功能模塊，它以可綜合的寄存器傳輸級RWRegisterTranslationbevel）文件給出，通過庫文件調(diào)用可實現(xiàn)它的重用。

　　2、可編程DMA控制器

　　DMA直接存儲器存取臟制器是用于微處理器系統(tǒng)的外圍接口電路芯片。它能夠增強(qiáng)系統(tǒng)外部設(shè)備同主存儲器之間信息傳送的性能，從而增強(qiáng)數(shù)據(jù)吞吐量。

　　8237A是Intel公司推出的8位DMA控制器，提供了大量的可編程控制特性，同時可以允許程序動態(tài)編程控制而優(yōu)化系統(tǒng)。它主要配合微控制器，完成外圍設(shè)備與存儲器之間的大量高速數(shù)據(jù)傳輸工作，并且它也提供存儲器到存儲器的傳送功能。當(dāng)前存在著大量采用8237A作為外圍接口電路芯片的微控制電路，所以8237A的IP設(shè)計對于這些系統(tǒng)片上集成具有重要意義。

　　8237A的IP包含以下幾個特點：

　　（1）包含了四個通道，每個通道可以有四種工作模式，可以單字節(jié)傳送、塊傳送房求傳送、級連工作。每個通道可以通過級連模式連接附加的控制器芯片而擴(kuò)展成為任意通道數(shù)，其它的三個模式可以由用戶編程為外圍器件提供DMA傳送服務(wù)。

　?。?）通道編程設(shè)置為自動初始化，每當(dāng)傳送結(jié)束或者EOP信號有效時，通道可以自動初始化。由于每個通道的地址和字寄存器都是16位，所以具有64K地址以及字計數(shù)能力。

　?。?）提供通道優(yōu)先權(quán)控制，進(jìn)行固定和循環(huán)優(yōu)先權(quán)調(diào)度。8237A最突出的特點是具有對多種傳輸方式的控制。

　　3、電路功能模塊設(shè)計

　　整個系統(tǒng)設(shè)計成為全同步電路。根據(jù)Intel提供的器件時序，設(shè)計在系統(tǒng)時鐘CLK的下降沿將狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，給出相應(yīng)控制信號；而系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道在系統(tǒng)時鐘CLK的上升沿進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。通過對文獻(xiàn)間所進(jìn)行的邏輯分析，所設(shè)計的IP電路劃分為如下模塊：接口模塊、通道請求優(yōu)先級及屏蔽控制模塊。中央控制模塊、通道地址和計數(shù)器控制模塊、命令寄存器模塊、狀態(tài)寄存器模塊。如圖1。

　　3.1接口模塊

　　接口電路的主要功能是實現(xiàn)與CPU和存儲器以及外部設(shè)備的連接。接收CPU寫入的命令字、地址、字節(jié)數(shù)、模式控制率等；向CPU提供狀態(tài)字以及各個寄存器的內(nèi)容。對于存儲器和外設(shè)的接口一般都是提供傳輸數(shù)據(jù)的當(dāng)前地址，在存儲器至存儲器傳輸工作模式下，還要使用臨時寄存器Temp對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行暫存。

　　3.2通道請來優(yōu)先級及屏蔽控制模塊

　　這個模塊利用邊沿檢測器和或邏輯實現(xiàn)了對DREQ（DMARequest晴求的沿觸發(fā)以及電平觸發(fā)的檢測。同時通過優(yōu)先級設(shè)置和屏蔽寄存器的設(shè)置判定對應(yīng)請求是否有效，之后將有效的請求送給中央控制模塊，由中央控制模塊對相應(yīng)的通道進(jìn)行處理，并且發(fā)送DACK（DMAcknowle吃小向應(yīng)信號通知外設(shè)撤消DREQ請求。優(yōu)先級可以用命令方式設(shè)置為固定優(yōu)先級和循環(huán)優(yōu)先級。

　　3.3中央控制模塊

　　這是整個IP設(shè)計的核心部分，該模塊作為DMA控制器的主要工作模塊，相應(yīng)地執(zhí)行各種控制命令，負(fù)責(zé)在空閑（id由周期響應(yīng)CPU操作；在執(zhí)行（ActiVe調(diào)期，協(xié)調(diào)DMA內(nèi)部的其它模塊，接管總線控制，提供數(shù)據(jù)傳輸所需要的所有地址、數(shù)據(jù)暫存控制，并向外提供讀寫時序信號。

　　8237A的工作過程可以分為7個狀態(tài)，即SI，SO，S1，S2，S3，S4和Sw。它的狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖2所示。該模塊的主要構(gòu)成部分就是系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)，而其中的引，SZ，S4狀態(tài)對于數(shù)據(jù)通道進(jìn)行主要操作，8237A是一個同步電路，所以中央控制模塊就設(shè)計成一個同步狀態(tài)機(jī)，每個狀態(tài)都是一個時鐘周期的寬度。