一种FFT协处理器与主处理器通信方法技术

本发明专利技术提供一种FFT协处理器与主处理器通信方法，该方法包括如下步骤：将CPU和DMA控制器均连接到设有AHB-APB桥的AHB总线；DMA控制器集成AHB-APB桥和APB控制器；FFT协处理器集成APB总线从控制器；于AHB总线和APB总线连接处设置APB总线仲裁器；FFT协处理器发出中断请求；CPU响应所述中断请求，配置DMA控制器，并将APB总线控制权赋给DMA控制器；DMA控制器将FFT的运算结果搬移到系统内存；通信结束。通过本发明专利技术提供的方法，解决了慢速FFT协处理器和主处理器数据交换的问题；根据FFT协处理器所需要传输的数据的特点采用DMA进行FFT协处理器与主处理器的数据交换，提高了CPU和总线的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种FFT协处理器与主处理器通信方法
本专利技术涉及集成电路领域通信方法，具体涉及一种FFT协处理器与主处理器通信方法。
技术介绍
傅里叶变换是对信号进行频域分析得到信号频域特性的最常用的分析方法。离散傅里叶变换的提出给数字信号的频域分析提供了理论基础。然而直接进行离散傅里叶变换，运算量极高，在FFT(快速傅里叶变换)被提出之前应用并不广泛。FFT的提出极大的缩减了傅里叶变换的运算量，让傅里叶变换应用于实时系统成为可能，此时信号的傅里叶分析才开始广泛应用起来。FFT可以通过通用DSP (数字信号处理器)，FPGA (现场可编程逻辑阵列)和专用ASIC(专用集成电路)实现。专用普通的CPU(处理器)也能够通过软件配置实现FFT的功能，但由于普通处理器并不像DSP—样有专门针对复杂运算优化的总线结构和运算单元，使用普通处理器进FFT运算时，FFT大量的乘法和加法运算会极大的占用CPU资源，导致功很高而效率很低。所以一般不会使用通用的CPU来进行FFT运算。随着集成电路的发展，单个芯片上集成多个功能模块成为一个发展趋势，这种芯片被称作SOC(System On Chip)。对于特定的应用，FFT也可以被设计成单独的专用模块和CPU集成到一块芯片上作为该CPU的协处理器辅助CPU实习FFT的功能。而CPU只负责简单的控制，就能够得到FFT的分析结果。从而CPU可以从大量的运算中解脱出来去做擅长的控制工作，以达到提高效率，降低功耗的目的。FFT协处理器中一般含有一块嵌入式的RAM(Random-Access Memory)用于暂存FFT的中间运算结果和最终运算结果。由于FFT协处理器实时处理ADC送进来的数据，最终的运算结果不能够长久保存，必须在下一次的运算结果输入进来之前搬移到系统内存。总线结构是现代处理器架构中的重要组成部分。RISC(精简指令处理器)中ARM公司的AHB高速总线和APB低速总线架构简单，应用广泛。AHB总线主要用于和DDR等高速设备的通信，而APB主要用于和时钟，串行总线，USB接口，网卡灯设备的通信。合理的配置和利用总线资源能够有效提高系统内数据交换的效率。本专利技术用于解决慢速的FFT协处理器产生的频率很低但是单次数据量很大的数据和CPU进行通信的问题，也是基于这两种总线结构。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种FFT协处理器通过DMA和CPU进行通信的方法，实现FFT协处理器与CPU之间的高效数据通信和总线的高效利用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案:一种FFT协处理器与主处理器通信方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:A.将CPU和DMA控制器均连接到设有AHB-APB桥的AHB总线；B.DMA控制器集成AHB-APB桥和APB控制器；[0011 ] C.FFT协处理器集成APB总线从控制器；D.于AHB总线和APB总线连接处设置APB总线仲裁器；E.FFT协处理器发出中断请求；F.CPU响应所述中断请求，配置DMA控制器，并将APB总线控制权赋给DMA控制器；G.DMA控制器将FFT的运算结果搬移到系统内存；H.通信结束。优选地，步骤A包括:通过选择器控制所述AHB总线的控制权；于DMA控制器上设置AHB总线的主控制器和从控制器，从控制器用于从总线上接收CPU发送的控制数据；主控制器用于将控制数据传给AHB总线，并发送至内存或者CPU。优选地，步骤B中，DMA控制器中的AHB-APB桥完成AHB数据到APB数据的协议转换功能。优选地，步骤C中，FFT协处理器通过APB总线与外界交换数据。优选地，步骤D中，所述APB总线仲裁器控制APB总线控制权的归属。[0021 ] 优选地，步骤E中，所述FFT协处理器发出中断请求包括:当FFT协处理器有数据运算完成时，FFT协处理器向CPU发出中断请求，请求CPU搬移本次FFT运算得到的数据。优选地，步骤F包括:CPU根据中断向量调用中断处理程序；中断处理程序将需要搬移的数据的起始地址、结束地址和搬移模式通过AHB总线配置到DMA控制器中的寄存器中；DMA控制器获得APB总线的控制权，通过APB总线给FFT协处理器发送控制数据。优选地，步骤G包括:CPU完成配置后释放AHB总线的控制权，DMA控制器获得AHB总线的控制权，并根据CPU的配置将FFT对应地址内存储的FFT的运算结果通过APB总线传到DMA控制器，协议转换后通过AHB总线搬移到系统内存中。优选地，步骤H包括:DMA控制器完成数据搬移工作后，发出中断；CPU接收中断得知工作完成，通信过程结束。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于:本专利技术的FFT协处理器是针对电网信号进行FFT分析的专用的模块，可以直接得到模数转换器(ADC)将外界模拟信号转换得到的数字信号；将该信号进行FFT分析之后通过DMA (Direct Memory Access)控制器传送到系统内存中；本专利解决了慢速FFT协处理器和主处理器数据交换的问题；本专利根据FFT协处理器所需要传输的数据的特点采用DMA进行FFT协处理器与主处理器的数据交换。通过将FFT协处理器挂载到APB总线上，降低了系统设计复杂度和通信控制复杂度。系统通过使用DMA控制器，CPU将DMA进行简单的配置即可实现将FFT产生的数据直接搬移到内存当中，降低了 CPU的数据搬移负载，提高了 CPU和总线的利用率。【附图说明】图1是本专利技术实施例中通信系统结构图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提供的方法包括如下步骤:1、CPU和DMA控制器均连接到设有AHB-APB桥的AHB总线上，通过更高一级的选择器来控制是CUP还是DMA控制器对总线有控制权。DMA控制器上有AHB总线的主控制器和从控制器，可以从AHB总线上接收数据也可以获得总线控制权后发送数据到AHB总线。2、DMA集成AHB-APB桥和APB控制器，完成AHB数据到APB数据的协议转换功能。3、FFT协处理器集成APB的从控制器，挂载在APB总线上，以实现与外界的数据交换。4、于AHB总线和APB总线连接处设置APB总线仲裁器，CPU通过AHB-APB桥访问APB总线；APB总线仲裁器用于决定当前APB总线控制权的归属；CPU和DMA控制器通过各自的桥将AHB协议的数据转换为APB协议的数据，然后经APB上的总线仲裁器传输到APB总线，实现完整的数据通路。当CPU和DMA都要访问APB总线时，APB总线的总线仲裁器决定哪个单元可以访问APB总线。5、当FFT有数据运算完成时向主处理器发出中断请求，请求主处理器来搬移本次FFT运算得到的数据。6、主处理器响应FFT模块的中断请求，根据相应的中断向量调用中断处理程序。中断处理程序将需要搬移的数据的起始地址，结束地址，搬移模式通过AHB总线配置到DMA控制器中的相关寄存器中。7,CPU配置DMA控制器和APB总线仲裁器，将APB总线的控制权交给DMA总线，完成配置后释放总线控制权，去做其他工作，DMA控制器获得AHB总线和APB总线的控制权，根据CPU的配置将FFT对应地址内存储的FFT的运算结果搬移到系统内存中。DMA完成数据搬移工作后，发出中断，CPU接收中断得知工作完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FFT协处理器与主处理器通信方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：A.将CPU和DMA控制器均连接到设有AHB‑APB桥的AHB总线；B.DMA控制器集成AHB‑APB桥和APB控制器；C.FFT协处理器集成APB总线从控制器；D.于AHB总线和APB总线连接处设置APB总线仲裁器；E.FFT协处理器发出中断请求；F.CPU响应所述中断请求，配置DMA控制器，并将APB总线控制权赋给DMA控制器；G.DMA控制器将FFT的运算结果搬移到系统内存；H.通信结束。

【技术特征摘要】
1.一种FFT协处理器与主处理器通信方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: A.将CPU和DMA控制器均连接到设有AHB-APB桥的AHB总线； B.DMA控制器集成AHB-APB桥和APB控制器； C.FFT协处理器集成APB总线从控制器； D.于AHB总线和APB总线连接处设置APB总线仲裁器； E.FFT协处理器发出中断请求； F.CPU响应所述中断请求，配置DMA控制器，并将APB总线控制权赋给DMA控制器； G.DMA控制器将FFT的运算结果搬移到系统内存； H.通信结束。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括:通过选择器控制所述AHB总线的控制权；于DMA控制器上设置AHB总线的主控制器和从控制器，从控制器用于从总线上接收CPU发送的控制数据；主控制器用于将控制数据传给AHB总线，并发送至内存或者CPU。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤B中，DMA控制器中的AHB-APB桥完成AHB数据到APB数据的协议转换功能。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤C中，FFT协处理器通过APB总线与外界交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆树萌，袁玉湘，于坤山，姜学平，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网智能电网研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11