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EBIU接口结构及其与内部三大总线之间的相互协调

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Blackfin处理器上的EBIU接口功能需要从内核或DMA通道上请求外部存储服务。请求的优先级是由外部总线控制器决定的,而请求的地址则是由所请求的服务是来自EBIU SDRAM控制器还是来自EBIU异步存储控制器来决定。EBIU的时钟来自系统时钟SCLK,而且所有连接到处理器的同步存储器接口的运行频率都是SCLK。

Blackfin处理器的外部存储空间如下图:有一个存储区域是专门支持SDRAM的,SDRAM接口时序和SDRAM区域的大小是可编程的。由图我们可以看到SDRAM的存储空间范围可以从16M变化到128M字节。

在整个存储空间中,SDRAM存储空间的起始地址为0x00000000,结束地址通过编程最大可为0x20000000。接下去四个区域是用来支持异步存储器,每一个异步存储空间都能独立进行编程从而去支持不同的存储设备特性,并且每一个区域从EBIU中都有它自己的存储块选择输出管脚。再接下去的模块为保留存储空间,可用作外部总线接口的地址空间。

看完外部存储空间,下面继续看EBIU接口,如下图为EBIU接口的概念结构图:

图片右边为EBIU接口的信号名,加一横杠的信号为低电平有效信号。因为在同一时间,只有一个外部存储设备能够被连接到EBIU接口,所以同步存储器控制器和SDRAM控制器通过有效仲裁去共享EBIU的管脚资源。

图片左边为EBIU与三大总线的连接,EBIU接口通过系统三大内部总线连接到内核,三大总线分别为外部通道总线、DMA外部总线和设备通道总线。这三大总线的功能分别如下:外部通道总线掌握核心内存管理单元,代表处理器输出的外部总线请求;DMA外部总线由DMA控制器控制,代表从任意DMA通道输出的外部总线请求;设备通道总线由处理器控制,代表处理器系统的MMR请求。

以上三大总线均为同步接口,主频跟EBIU一样由SCLK提供。外部通道总线提供外部异步存储器和同步DRAM外部存储器的访问。外部访问由异步存储器控制器或SDRAM控制器控制,用于访问EBIU内部地址。由于异步存储器控制和同步SDRAM控制共享同一接口,访问顺序必须由外部通道总线的请求仲裁来决定。

设备通道总线仅用于访问内在映射的控制和EBIU的状态寄存器。设备通道总线与异步存储控制器和同步SDRAM控制器分别连接,它并不需要仲裁或从外部通道总线存取周期。

外部总线控制器逻辑必须对来自外部通道总线和DMA外部总线的请求进行仲裁,并且它对读取和写入到存储控制器上的请求都是通过总线来选择的。异步存储控制器和SDRAM控制器竞争工享资源上的逻辑访问,这种竞争是通过流水线的方式进行解决,最终在外部总线控制器的仲裁中决定顺序。从内核出发的传输在大多数情况下都有优先权通过DMA通道进行传输。然而,如果DMA通道检测到过度的传输备份,它可以跳过内核去要求暂停该传输的优先权。

总结一下,内核要通过EBIU接口跟外部存储器打交道,就一定要通过这三大总线进行协调控制,才能完成其功能,所以了解一下它们各自的作用对于理解EBIU接口也是非常有好处的。