数据传输装置及系统的制作方法

1.本技术涉及计算机技术领域，特别是涉及一种数据传输装置及系统。

背景技术：

2.pc主机通过pcie总线和fpga板卡进行通信，从而访问与fpga板卡连接的存储器或者fpga板卡的功能外设。
3.通常，在进行数据传输时，需要pc主机通过pcie总线实时访问存储器和各功能外设，在此过程中，pc主机需要不停地对该进程进行响应，因此会加重pc主机的工作负荷，容易对pc主机的其他工作造成影响。

技术实现要素：

4.本技术提供一种能够避免对pc主机工作影响的数据传输装置及系统。
5.一种数据传输装置，包括：
6.传输控制模块，用于分别与主机和存储器连接，用于接收所述主机发送的第一传输数据，并将所述第一传输数据传输至所述存储器进行存储；
7.直接存储访问模块，用于分别与第一功能外设设备和所述存储器连接，用于在工作状态下获取所述存储器存储的所述第一传输数据，并输出至所述第一功能外设设备。
8.在其中一个实施例中，所述直接存储访问模块包括：
9.第一dma控制器，用于与所述存储器连接，用于在工作状态下获取并输出所述存储器存储的所述第一传输数据；
10.第一fifo接口，与所述第一dma控制器连接，用于接收并输出所述第一传输数据；
11.第二dma控制器，用于与所述第一功能外设设备连接，并与所述第一fifo接口连接，用于在工作状态下接收所述第一传输数据，并输出至所述第一功能外设设备。
12.在其中一个实施例中，所述数据传输装置还包括第三dma控制器，所述第三dma控制器用于分别与第二功能外设设备和所述存储器连接，并与所述第二dma控制器连接；
13.所述第二dma控制器还用于输出所述第一传输数据至所述第三dma控制器，以驱动所述第三dma控制器进入工作状态，使得所述第三dma控制器获取并输出所述存储器存储的所述第一传输数据至所述第二功能外设设备。
14.在其中一个实施例中，所述数据传输装置还包括：
15.存储控制模块，用于与所述存储器连接，并分别与所述传输控制模块、所述第一dma控制器和所述第三dma控制器连接。
16.在其中一个实施例中，所述数据传输装置还包括：
17.第一总线矩阵，分别与所述传输控制模块、所述存储控制模块、所述第一dma控制器和所述第三dma控制器连接。
18.在其中一个实施例中，所述数据传输装置还包括：
19.第二总线矩阵，用于与所述第一功能外设设备连接，并分别与所述第二dma控制
器、所述第三dma控制器连接。
20.在其中一个实施例中，所述传输控制模块还与所述第二总线矩阵连接，所述传输控制模块还用于接收所述主机发送的第二传输数据，并传输至所述第二总线矩阵；
21.所述第二总线矩阵还用于将所述第二传输数据输出至所述第一功能外设设备。
22.在其中一个实施例中，所述传输控制模块还用于接收所述主机发送的控制指令，并传输至所述第二总线矩阵；
23.所述第二总线矩阵还与所述第一dma控制器连接，用于将所述控制指令分别发送至所述第一dma控制器和所述第二dma控制器，以控制所述第一dma控制器和所述第二dma控制器进入工作状态。
24.在其中一个实施例中，所述第二总线矩阵还用于接收所述第一功能外设设备的第一反馈数据，并通过所述传输控制模块将所述第一反馈数据发送至所述存储控制模块，或依次通过所述第二dma控制器、所述第一fifo接口和所述第一dma控制器将所述第一反馈数据发送至所述存储控制模块，以输出至所述存储器进行存储。
25.在其中一个实施例中，所述数据传输装置还包括：
26.第二fifo接口，用于与所述第二功能外设设备连接，并与所述第三dma控制器连接，用于接收所述第三dma控制器输出的所述第一传输数据，并将所述第一传输数据输出至所述第二功能外设设备。
27.在其中一个实施例中，所述第二fifo接口还用于接收所述第二功能外设设备的第二反馈数据，并通过所述第三dma控制器将所述第二反馈数据传输至所述存储控制模块，以输出至所述存储器进行存储。
28.在其中一个实施例中，所述数据传输装置还包括：
29.cdma控制器，用于与所述存储器连接，用于在工作状态下改变所述第一传输数据在所述存储器中的地址空间。
30.一种数据传输系统，包括主机、存储器以及上述任一实施例所述的数据传输装置。
31.上述数据传输装置通过传输控制模块将主机发送的第一传输数据传输至存储器进行存储，然后通过直接存储访问模块获取存储器输出的第一传输数据，并输出至第一功能外设设备，从而可使主机从数据传输过程中脱离出，减轻主机的工作负荷，避免了对主机的其他工作造成影响。
附图说明
32.图1为本技术一实施例的数据传输装置的结构框图；
33.图2为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
34.图3为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
35.图4为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
36.图5为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
37.图6为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
38.图7为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
39.图8为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
40.图9为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
41.图10为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图；
42.图11为本技术另一实施例的数据传输装置的结构框图。
具体实施方式
43.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
44.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。
46.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
47.图1为一实施例的数据传输装置的结构框图，如图1所示，数据传输装置包括传输控制模块110和直接存储访问模块120，其中传输控制模块110用于分别与主机200和存储器100连接，用于接收主机200发送的第一传输数据，并将第一传输数据传输至存储器100进行存储；直接存储访问模块120用于分别与第一功能外设设备300和存储器100连接，用于在工作状态下获取存储器100存储的第一传输数据，并输出至第一功能外设设备300。
48.可以理解，传输控制模块110用于与主机200通信，其可接收主机200发送的第一传输数据，然后传输至存储器100进行存储。直接存储访问模块120具备直接存取功能，其连接在第一功能外设设备300和存储器100之间，可实现第一功能外设设备300和存储器100之间的数据交互。具体的，当直接存储访问模块120处于工作状态时，可直接从存储器100中获取存储的第一传输数据，然后输出至第一功能外设设备300，第一传输数据可包括对第一功能外设的访问指令，从而实现对第一功能外设设备300的访问。
49.因此，主机200可通过传输控制模块110预先将第一传输数据传输至存储器100中进行存储，然后通过控制直接存储访问模块120直接读取存储器100中的第一传输数据，从而传输至第一功能外设设备300。如此，主机200仅需将可用于访问第一功能外设设备300的第一传输数据存储至存储器100中，之后利用直接存储访问模块120可直接将第一传输数据传输至第一功能外设设备300，从而自动完成数据传输过程，期间不再需要主机200进行响应，使主机200从数据传输过程中脱离出，从而减轻主机200的工作负荷，避免了对主机200的其他工作造成影响。尤其当第一传输数据的数据量较大时，数据传输会大量占用主机200的cpu，从而影响主机200的其他工作。
50.其中，直接存储访问模块120的工作状态可在数据传输之前预先设置，也可在数据
传输过程中控制。在一个实施例中，主机200可与直接存储访问模块120连接，从而控制直接存储访问模块120的工作状态。直接存储访问模块120可包括dma控制器，以实现数据的直接存取。第一功能外设设备300可包括能与主机200进行数据交互的任何外设设备。第一功能外设设备300可包括能与主机200进行数据交互的任何外设设备。
51.本实用新型实施例数据传输装置通过传输控制模块110将主机200发送的第一传输数据传输至存储器100进行存储，然后通过直接存储访问模块120获取存储器100输出的第一传输数据，并输出至第一功能外设设备300，从而可使主机200从数据传输过程中脱离出，减轻主机200的工作负荷，避免了对主机200的其他工作造成影响。
52.在一个实施例中，如图2所示，直接存储访问模块120包括第一dma控制器121、第一fifo接口122和第二dma控制器123。第一dma控制器121用于与存储器100连接，用于在工作状态下获取并输出存储器100存储的第一传输数据；第一fifo接口122与第一dma控制器121连接，用于接收并输出第一传输数据；第二dma控制器123用于与第一功能外设设备300连接，并与第一fifo接口122连接，用于在工作状态下接收第一传输数据，并输出至第一功能外设设备300。
53.其中，第一dma控制器121和第二dma控制器123同时处于工作状态时，直接存储访问模块120处于工作状态；第一dma控制器121和第二dma控制器123的控制端可与主机200连接，以由主机200控制其工作状态。第一传输数据可通过第一fifo接口122的下行通道传输至第二dma控制器123。
54.可以理解，第一dma控制器121具备直接存取功能，其可直接获取存储器100中存储的第一传输数据，然后传输至第一fifo接口122，第一fifo接口122可对第一传输数据进行缓存，以实现顺序读写，从而传输至第二dma控制器123，由第二dma控制器123传输给第一功能外设设备300。存储器100和第一功能外设设备300可能处于不同的时钟域，因此采用第一dma控制器121、第一fifo接口122和第二dma控制器123可实现不同时钟域的发送端和接收端之间直接进行数据传输，达到异步直接存储访问的目的，打破了数据交互的两端之间的时钟域壁垒，提高了数据传输的成功率。
55.在一个实施例中，如图3所示，数据传输装置还包括第三dma控制器130，第三dma控制器130用于分别与第二功能外设设备400和存储器100连接，并与第二dma控制器123连接；第二dma控制器123还用于输出第一传输数据至第三dma控制器130，以驱动第三dma控制器130进入工作状态，使得第三dma控制器130获取并输出存储器100存储的第一传输数据至第二功能外设设备400。
56.可以理解，第二dma控制器123的输出端可连接第三dma控制器130的控制端，第一传输数据可包括用于控制第三dma控制器130进入工作状态的开启指令，第三dma控制器130接收到第二dma控制器123传输的第一传输数据后进入工作状态，第二dma控制器123具备直接读取功能，在工作状态下可获取存储器100存储的第一传输数据，并传输至第二功能外设设备400，期间无需主机200的参与即可实现数据传输，实现了对主机200cpu的释放。其中，第一传输数据还可包括对第二功能外设设备400的访问指令，从而实现对第二功能外设设备400的访问。
57.因此，通过设置第三dma控制器130，并由第二dma控制器123对其进行控制，从而可拓展与功能外设设备进行数据传输的通道。其中第三dma控制器130和第二功能外设设备
400的数量可分别为多个，从而实现对更多的第二功能外设设备400的访问。
58.在一个实施例中，如图4所示，数据传输装置还包括存储控制模块140，存储控制模块140用于与存储器100连接，并分别与传输控制模块110、第一dma控制器121和第三dma控制器130连接。
59.可以理解，存储控制模块140用于与存储器100通信，其可按照一定的时序规则对存储器100的访问进行必要控制，使得访问存储器100的设备能够根据自己要求实现与存储器100的数据交互。在一个实施例中，存储控制模块140可包括存储控制器。
60.在一个实施例中，如图5所示，数据传输装置还包括第一总线矩阵150，第一总线矩阵150分别与传输控制模块110、存储控制模块140、第一dma控制器121和第三dma控制器130连接。
61.可以理解，可通过第一总线矩阵150建立存储控制模块140与传输控制模块110、第一dma控制器121和第三dma控制器130之间的连接，第一总线矩阵150具备循环仲裁或固定优先级仲裁等功能，可协调存储控制模块140分别与传输控制模块110、第一dma控制器121和第三dma控制器130之间的通信。
62.在一个实施例中，如图6所示，数据传输装置还包括第二总线矩阵160，第二总线矩阵160用于与第一功能外设设备300连接，并分别与第二dma控制器123、第三dma控制器130连接。
63.可以理解，第二dma控制器123通过第二总线矩阵160分别与第三dma控制器130和第一功能外设设备300建立连接，以进行数据传输。第二总线矩阵160具备循环仲裁或固定优先级仲裁等功能，可协调第二dma控制器123分别与第一功能外设设备300和第三dma控制器130之间的通信。
64.其中，第一功能外设设备300的数量可包括多个，第一传输数据可包括多个第一功能外设设备300的控制指令，第二dma控制器123可通过第二总线矩阵160向多个第一功能外设设备300传输相应的控制指令，以实现对其的控制。
65.在一个实施例中，如图7所示，传输控制模块110还与第二总线矩阵160连接，传输控制模块110还用于接收主机200发送的第二传输数据，并传输至第二总线矩阵160；第二总线矩阵160还用于将第二传输数据输出至第一功能外设设备300。
66.可以理解，传输控制模块110可将主机200发送的第二传输数据直接传输至第二总线矩阵160，进而传输至第一功能外设设备300，如此可提高数据传输的实时性。
67.具体的，第一传输数据和第二传输数据可带有不同的地址信息，传输控制模块110可根据地址信息识别第一传输数据和第二传输数据，进而将第一传输数据传输至存储器100，将第二传输数据传输至第二总线矩阵160。在一个实施例中，第二传输数据的数据量可少于第一传输数据的数据量，如此使得数据量多时，通过存储器100预先存储各种数据和指令以使主机200从数据传输过程中脱离出，而数据量少时，直接通过主机200进行传输，以提高实时性。
68.在一个实施例中，如图8所示，传输控制模块110还用于接收主机200发送的控制指令，并传输至第二总线矩阵160；第二总线矩阵160还与第一dma控制器121连接，用于将控制指令分别发送至第一dma控制器121和第二dma控制器123，以控制第一dma控制器121和第二dma控制器123进入工作状态。
69.可以理解，第一dma控制器121和第二dma控制器123的工作状态可通过主机200控制，可预先通过主机200控制第一dma控制器121和第二dma控制器123进入工作状态，当要进行数据传输时，由主机200输出第一传输数据至存储器100进行存储，然后第一dma控制器121和第二dma控制器123依次获取第一传输数据，进而传输至第一功能外设设备300；或者，也可由主机200先将第一传输数据传输至存储器100进行存储，然后当要进行数据传输时，再由主机200将控制指令发送至第一dma控制器121和第二dma控制器123，以控制第一dma控制器121和第二dma控制器123进入工作状态，将第一传输数据传输至第一功能外设设备300。
70.在一个实施例中，第二总线矩阵160还用于接收第一功能外设设备300的第一反馈数据，并通过传输控制模块110将第一反馈数据发送至存储控制模块140，或依次通过第二dma控制器123、第一fifo接口122和第一dma控制器121将第一反馈数据发送至存储控制模块140，以输出至存储器100进行存储。
71.可以理解，第一传输数据和第二传输数据可包括控制第一功能外设设备300的指令，当第一功能外设设备300接收到第一传输数据和/或第二传输数据后，会根据指令回传相应的反馈信息。
72.具体地，第一功能外设设备300将第一反馈数据传输至第二总线矩阵160，并通过传输控制模块110传输至存储控制模块140，或依次通过第二dma控制器123、第一fifo接口122和第一dma控制器121传输至存储控制模块140，最终通过存储控制模块140输出至存储器100进行存储，以便于主机200进行反馈信息的访问。其中，第一fifo接口122可包括上行通道和下行通道，其中，当传输第一传输数据时，可采用下行通道，当传输第一反馈数据时，可采用上行通道。
73.在一个实施例中，如图9所示，数据传输装置还包括第二fifo接口170，第二fifo接口170用于与所述第二功能外设设备400连接，并与所述第三dma控制器130连接，用于接收所述第三dma控制器130输出的所述第一传输数据，并将所述第一传输数据输出至所述第二功能外设设备400。
74.可以理解，第二fifo接口170具备缓存和顺序读写的功能，第三dma控制器130可通过第二fifo接口170将第一传输数据传输至第二功能外设设备400。
75.在一个实施例中，第二fifo接口170还用于接收所述第二功能外设设备400的第二反馈数据，并通过所述第三dma控制器130将所述第二反馈数据传输至所述存储控制模块140，以输出至所述存储器100进行存储。
76.可以理解，第一传输数据可包括控制第二功能外设设备400的指令，当第二功能外设设备400接收到第一传输数据后，会根据指令回传相应的反馈信息。
77.具体地，第二功能外设设备400将第二反馈数据传输至第二fifo接口170，并通过第三dma控制器130传输至存储控制模块140，最终通过存储控制模块140输出至存储器100进行存储，以便于主机200进行反馈信息的访问。其中，第二fifo接口170可包括上行通道和下行通道，其中，当传输第一传输数据时，可采用下行通道，当传输第二反馈数据时，可采用上行通道。
78.在一个实施例中，如图10所示，数据传输装置还包括cdma控制器180，cdma控制器180用于与存储器100连接，用于在工作状态下改变第一传输数据在存储器100中的地址空
间。
79.可以理解，cdma控制器180具备地址修改功能，可改变第一传输数据在存储器100中的地址空间。在一个实施例中，第一传输数据可包括多个数据信息，其中一部分数据信息可存储在存储器100的不同地址空间，采用cdma控制器180可改变数据信息的地址空间，实现数据信息的交换、搬运、复制备份等功能。
80.在一个实施例中，当包括第一总线矩阵150和存储控制模块140时，cdma控制器180可与第一总线矩阵150连接，主机200还可向传输控制模块110发送cdma控制器180的控制指令，并依次通过第一总线矩阵150、存储控制模块140传输至存储器100进行存储，cdma控制器180可获取存储器100存储的控制指令，从而进入工作状态；在另一实施例中，cdma控制器180也可直接与主机200连接，主机200直接发送cdma控制器180的控制指令，以控制cdma控制器180进入工作状态。
81.本实用新型另一实施例还提供一种数据传输装置，如图11所示，数据传输装置包括传输控制模块110、直接存储访问模块120、存储控制模块140、第一总线矩阵150、第二总线矩阵160、第二fifo接口170、第三dma控制和cdma控制器180，其中直接存储访问模块120包括第一dma控制器121、第一fifo接口122和第二dma控制器123。
82.传输控制模块110用于与主机200连接，并分别与第一总线矩阵150和第二总线矩阵160连接；第一总线矩阵150分别与存储控制模块140、cdma控制器180、第三dma控制器130、第一dma控制器121连接；存储控制模块140用于与存储器100连接；第一dma控制器121、第一fifo接口122、第二dma控制器123和第二总线矩阵160依次连接，且第二总线矩阵160分别与第三dma控制器130和第一功能外设设备300连接；第三dma控制器130、第二fifo接口170和第二功能外设设备400依次连接。
83.其中，传输控制模块110可包括高速串行总线控制器，其通过高速串行总线与主机连接。
84.本实施例数据传输装置的具体工作原理及有益效果可参考上述数据传输装置实施例，此处不进行赘述。
85.本实用新型实施例还提供一种数据传输系统，包括主机、存储器以及上述任一实施例的数据传输装置。
86.本实施例的数据传输系的工作原理及有益效果可参考上述数据传输装置的工作原理及有益效果，此处不进行赘述。
87.以上所述仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种数据传输装置，其特征在于，包括：传输控制模块，用于分别与主机和存储器连接，用于接收所述主机发送的第一传输数据，并将所述第一传输数据传输至所述存储器进行存储；直接存储访问模块，用于分别与第一功能外设设备和所述存储器连接，用于在工作状态下获取所述存储器存储的所述第一传输数据，并输出至所述第一功能外设设备。2.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征在于，所述直接存储访问模块包括：第一dma控制器，用于与所述存储器连接，用于在工作状态下获取并输出所述存储器存储的所述第一传输数据；第一fifo接口，与所述第一dma控制器连接，用于接收并输出所述第一传输数据；第二dma控制器，用于与所述第一功能外设设备连接，并与所述第一fifo接口连接，用于在工作状态下接收所述第一传输数据，并输出至所述第一功能外设设备。3.根据权利要求2所述的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置还包括第三dma控制器，所述第三dma控制器用于分别与第二功能外设设备和所述存储器连接，并与所述第二dma控制器连接；所述第二dma控制器还用于输出所述第一传输数据至所述第三dma控制器，以驱动所述第三dma控制器进入工作状态，使得所述第三dma控制器获取并输出所述存储器存储的所述第一传输数据至所述第二功能外设设备。4.根据权利要求3所述的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置还包括：存储控制模块，用于与所述存储器连接，并分别与所述传输控制模块、所述第一dma控制器和所述第三dma控制器连接。5.根据权利要求4所述的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置还包括：第一总线矩阵，分别与所述传输控制模块、所述存储控制模块、所述第一dma控制器和所述第三dma控制器连接。6.根据权利要求4所述的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置还包括：第二总线矩阵，用于与所述第一功能外设设备连接，并分别与所述第二dma控制器、所述第三dma控制器连接。7.根据权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，所述传输控制模块还与所述第二总线矩阵连接，所述传输控制模块还用于接收所述主机发送的第二传输数据，并传输至所述第二总线矩阵；所述第二总线矩阵还用于将所述第二传输数据输出至所述第一功能外设设备。8.根据权利要求7所述的数据传输装置，其特征在于，所述传输控制模块还用于接收所述主机发送的控制指令，并传输至所述第二总线矩阵；所述第二总线矩阵还与所述第一dma控制器连接，用于将所述控制指令分别发送至所述第一dma控制器和所述第二dma控制器，以控制所述第一dma控制器和所述第二dma控制器进入工作状态。9.根据权利要求7所述的数据传输装置，其特征在于，所述第二总线矩阵还用于接收所述第一功能外设设备的第一反馈数据，并通过所述传输控制模块将所述第一反馈数据发送至所述存储控制模块，或依次通过所述第二dma控制器、所述第一fifo接口和所述第一dma控制器将所述第一反馈数据发送至所述存储控制模块，以输出至所述存储器进行存储。
10.根据权利要求4所述的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置还包括：第二fifo接口，用于与所述第二功能外设设备连接，并与所述第三dma控制器连接，用于接收所述第三dma控制器输出的所述第一传输数据，并将所述第一传输数据输出至所述第二功能外设设备。11.根据权利要求10所述的数据传输装置，其特征在于，所述第二fifo接口还用于接收所述第二功能外设设备的第二反馈数据，并通过所述第三dma控制器将所述第二反馈数据传输至所述存储控制模块，以输出至所述存储器进行存储。12.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置还包括：cdma控制器，用于与所述存储器连接，用于在工作状态下改变所述第一传输数据在所述存储器中的地址空间。13.一种数据传输系统，其特征在于，包括主机、存储器以及权利要求1至12任一项所述的数据传输装置。

技术总结

本申请提供一种数据传输装置及系统，数据传输装置通过传输控制模块将主机发送的第一传输数据传输至存储器进行存储，然后通过直接存储访问模块获取存储器输出的第一传输数据，并输出至第一功能外设设备，从而可使主机从数据传输过程中脱离出，减轻主机的工作负荷，避免了对主机的其他工作造成影响。免了对主机的其他工作造成影响。免了对主机的其他工作造成影响。