基于AXI總線復用的DMA數據傳輸結構設計
2023年電子技術應用第8期
阮翔，任濤，毛佳佳，張虎
（中國電子科技集團公司第52研究所，浙江 杭州 311100）
摘要： 常規多通道DMA數據傳輸結構應用在多傳感器接入式人工智能平臺時，隨著傳感器類型和數量的增加，在通道協議轉換、AXI總線擴展過程中會消耗大量的FPGA邏輯和存儲資源，容易產生邏輯擁塞，增加工具布線難度。與此同時，封閉式的AXI系統缺乏對通道差異控制的靈活性，難以適應人工智能平臺多模式數據傳輸需求。因此，設計了一種AXI總線復用方式的DMA數據傳輸結構，該設計可以極大地縮減AXI總線數量，降低FPGA資源消耗和工具布線用時，方便地引入附加邏輯實現多模式DMA數據傳輸，為人工智能平臺提供靈活高效的多源數據獲取機制。
中圖分類號：TP274 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223646
中文引用格式： 阮翔，任濤，毛佳佳，等. 基于AXI總線復用的DMA數據傳輸結構設計[J]. 電子技術應用，2023，49(8)：125-129.
英文引用格式： Ruan Xiang，Ren Tao，Mao Jiajia，et al. Design of DMA data transmission structure based on AXI bus multiplexing[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(8)：125-129.
中文引用格式： 阮翔，任濤，毛佳佳，等. 基于AXI總線復用的DMA數據傳輸結構設計[J]. 電子技術應用，2023，49(8)：125-129.
英文引用格式： Ruan Xiang，Ren Tao，Mao Jiajia，et al. Design of DMA data transmission structure based on AXI bus multiplexing[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(8)：125-129.
Design of DMA data transmission structure based on AXI bus multiplexing
Ruan Xiang，Ren Tao，Mao Jiajia，Zhang Hu
(The 52th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation， Hangzhou 311100， China)
Abstract： When the conventional multi-channel DMA data transmission structure is applied to the multi-sensor connected artificial intelligence platform, with the increase of sensor type and quantity, a lot of FPGA logic and storage resources will be consumed in the process of channel protocol conversion and AXI bus extension, which will easily lead to logic congestion and increase the difficulty of tool routing. At the same time, the closed AXI system lacks the flexibility of channel differential control, and it is difficult to adapt to the multi-mode data transmission requirements of artificial intelligence platform. Therefore, a DMA data transmission structure with AXI bus multiplexing mode is designed, which can greatly reduce the number of AXI buses, reduce FPGA resource consumption and tool routing time, conveniently fit additional logic to realize multi-mode DMA data transmission, and provide a flexible and efficient multi-source data acquisition mechanism for artificial intelligence platform.
Key words : channel；DMA；transmission；AXI；FPGA
0 引言
近年來，支持多傳感器接入的人工智能平臺已經在各個領域獲得廣泛應用。利用嵌入式人工智能(Artificial Intelligence，AI)處理器和現場可編程邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）進行直接內存訪問（Direct Memory Access，DMA）交互的系統架構往往成為這類人工智能平臺的最優實現方案。平臺內，FPGA承擔了數據的采集、緩存及DMA任務。常規方式是把每個數據通道封裝成一路AXI總線，使用AXI交換結構將數據通道與緩存控制器、DMA控制器互聯，形成一個封閉的AXI數據傳輸系統。然而，隨著應用場景復雜度和平臺智能化程度的提升，傳感器的種類和數量持續增長。常規傳輸結構逐漸表現出擴展不便、優化困難、靈活性差等問題。為簡化AXI交換拓撲、方便通道擴展、實現靈活的DMA參數化配置，本文設計了一種以AXI總線復用方式實現的DMA數據傳輸結構，以滿足平臺對多路、多類型傳感器通道擴展和數據靈活處理的需求。
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作者信息：
阮翔，任濤，毛佳佳，張虎
（中國電子科技集團公司第52研究所，浙江 杭州 311100）
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