基于通道冗余的DMA控制器、控制方法和芯片与流程

本申请涉及微电子设计和汽车车规芯片，特别是涉及一种基于通道冗余的dma控制器、控制方法和芯片。

背景技术：

1、随着汽车行业的电动化、智能化、网络化、共享化加速前行，自动驾驶领域的算法快速迭代和发展，车规芯片的数据吞吐量大幅度提高、数据传输的安全性日益凸显以及数据传输任务灵活多变。

2、dmac(direct memory access controller，直接存储访问控制器)是一种用于管理数据在内存和外设之间直接传输的控制器。dmac的主要目标是提高数据传输的效率，减轻系统的开销，使系统能够更高效地处理其他任务。因此如何保证dmac数据传输的高效、安全以及传输任务的多样化就成了重中之重。其中保证dmac数据传输的安全实现的难度更大。

3、传统的方法使用crc(cyclic redundancy check)保护数据的安全。dmac的描述符中加入crc信息，dmac在搬运数据时，在dmac内部计算crc。dmac数据搬运完成后将dmac内部计算的crc与描述符中的crc比较，如果这两个crc的值相等说明数据在dmac传输过程中无跳变，数据是安全的，反之则说明数据在dmac传输过程中有跳变，数据是非安全的。

4、然而，传统的dma控制器和控制方法存在无法在数据传输过程中兼顾效率与安全性。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于通道冗余的dma控制器、一种基于通道冗余的dma控制方法和一种芯片。

2、为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

3、一方面，提供一种基于通道冗余的dma控制器，包括：

4、ahb从机接口模块，用于系统配置；系统配置包括配置dma控制器的使能寄存器和通道冗余寄存器；通道冗余寄存器用于使能dma控制器的通道模块的第二通道单元成为第一通道单元的冗余通道单元；

5、寄存器模块，包括使能寄存器和通道冗余寄存器；

6、通道模块，包括第一通道单元和第二通道单元，第一通道单元包括第一通道，第一通道包括对应的描述符寄存器以及第一通道对应的dma传输引擎，第二通道单元包括第二通道，第二通道包括对应的描述符寄存器以及第二通道对应的dma传输引擎，各dma传输引擎用于根据对应的外部请求和描述符寄存器的配置，控制ahb主机模块完成数据搬运；系统配置还包括配置各描述符寄存器；

7、ahb主机模块，包括第一ahb主机和第二ahb主机；当第二通道单元成为第一通道单元的冗余通道单元时，第二ahb主机作为第一ahb主机的冗余主机。

8、另一方面，提供一种基于通道冗余的dma控制方法，包括步骤：

9、通过ahb从机接口模块配置dma控制器的使能寄存器和通道冗余寄存器；寄存器模块包括使能寄存器和通道冗余寄存器，通道冗余寄存器用于使能dma控制器通道模块的第二通道单元成为第一通道单元的冗余通道单元；

10、通过ahb从机接口模块配置通道模块的各描述符寄存器；通道模块包括第一通道单元和第二通道单元，第一通道单元包括第一通道，第一通道包括对应的描述符寄存器以及第一通道对应的dma传输引擎，第二通道单元包括第二通道，第二通道包括对应的描述符寄存器以及第二通道对应的dma传输引擎；

11、通道模块的各dma传输引擎根据对应的外部请求和描述符寄存器的配置，控制ahb主机模块完成数据搬运；ahb主机模块包括第一ahb主机和第二ahb主机，当第二通道单元成为第一通道单元的冗余通道单元时，第二ahb主机作为第一ahb主机的冗余主机。

12、又一方面，还提供一种芯片，芯片上设置有上述的基于通道冗余的dma控制器。

13、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

14、上述基于通道冗余的dma控制器、控制方法和芯片，包括ahb从机接口用于系统配置，其中系统配置包括使能寄存器和通道冗余寄存器的配置，通道冗余寄存器用于将第二通道单元作为第一通道单元的冗余通道单元，通道模块包括第一通道单元和第二通道单元，各通道单元包括通道、描述符寄存器和dma传输引擎，ahb主机模块包括第一和第二ahb主机，实现通道冗余和主机冗余的数据搬运机制。通过配置通道冗余寄存器和主机冗余，实现了dma控制器的高度可靠性和安全性，通道冗余以及主机冗余保护数据从源端到dmac、从dmac到目的端；本设计的安全措施全部由硬件实现，很大程度上节约了软件开销和总线传输带宽，增加了使用的灵活性与便利性，大幅度提升了总线的带宽使用效率，在数据传输过程中实现效率与安全性并重。

15、此外，在安全传输模式下，第二通道单元作为第一通道单元的冗余通道单元，在非安全传输模式下，各通道单元的通道可以独立工作，使用dma控制器时可实现数据的安全传输和非安全传输，满足传输任务多样化的需求。

技术特征：

1.一种基于通道冗余的dma控制器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于通道冗余的dma控制器，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的基于通道冗余的dma控制器，其特征在于，所述通道冗余寄存器设计有锁死保护机制，当所述通道冗余寄存器处于锁死状态时，系统对所述通道冗余寄存器发起的写访问无效；

4.根据权利要求3所述的基于通道冗余的dma控制器，其特征在于，所述第一通道单元和所述第二通道单元分别包括n个通道、对应的n个所述描述符寄存器以及dma传输引擎；n为大于等于2的整数。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于通道冗余的dma控制器，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的基于通道冗余的dma控制器，其特征在于，所述ahb从机接口模块包括第一ahb从机接口和第二ahb从机接口，所述第二ahb从机接口作为所述第一ahb从机接口的冗余从机接口；所述信号监视模块，还用于监视所述ahb从机接口模块的输出，当ahb从机访问出现错误时，产生报警信号并上报。

7.一种基于通道冗余的dma控制方法，其特征在于，包括步骤：

8.根据权利要求7所述的基于通道冗余的dma控制方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的基于通道冗余的dma控制方法，其特征在于，所述通道冗余寄存器设计有锁死保护机制，当所述通道冗余寄存器处于锁死状态时，系统对所述通道冗余寄存器发起的写访问无效；

10.一种芯片，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的基于通道冗余的dma控制器。

技术总结
本申请涉及一种基于通道冗余的DMA控制器、控制方法和芯片，首先配置使能寄存器和通道冗余寄存器，通道冗余寄存器用于将第二通道单元作为第一通道单元的冗余通道单元，各通道单元包括通道、描述符寄存器和DMA传输引擎，AHB主机模块包括第一和第二AHB主机，实现通道冗余和主机冗余的数据搬运机制。在安全传输模式下，第二通道单元作为第一通道单元的冗余通道单元，在非安全传输模式下，各通道单元的通道可以独立工作。通过配置通道冗余寄存器和主机冗余，实现了DMA控制器的高度可靠性和安全性，通道冗余以及主机冗余保护数据从源端到DMAC、从DMAC到目的端，在数据传输过程中实现效率与安全性并重。

技术研发人员：蒋维,刘功哲,冯华,熊民权,马华,刘昱玮,陈洁
受保护的技术使用者：上海芯钛信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12