JPH1031646A - Dma制御方式 - Google Patents

Dma制御方式

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JPH1031646A
JPH1031646A JP18440596A JP18440596A JPH1031646A JP H1031646 A JPH1031646 A JP H1031646A JP 18440596 A JP18440596 A JP 18440596A JP 18440596 A JP18440596 A JP 18440596A JP H1031646 A JPH1031646 A JP H1031646A
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JP
Japan
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memory
transfer
dma
data
bus
Prior art date
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Application number
JP18440596A
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English (en)
Inventor
Takashi Kikuchi
孝志 菊地
Takahiro Fukutome
貴浩 福留
Yasushi Fukuda
靖 福田
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Hitachi Ltd
Hitachi Advanced Systems Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Advanced Systems Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】転送元メモリと転送先メモリとのバス幅の違い
によるバス転送を可能にする。 【解決手段】共有型バス接続をもつシステムにおいて、
転送元のメモリと、転送先のメモリとを有し、DMA転
送を制御するマイコンが、DMA転送の処理を開始する
ときに、転送元のメモリと、転送先のメモリとのバス幅
の違いによるアドレス制御を、マイコン自身が意識する
ことなく、ハードウェアによりDMA転送を可能にする
手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はDMA転送を用いて
データを転送するシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】共有型バス接続構成を有し、メモリある
いはICと、バス接続されている周辺メモリとの間で、
メモリとIC間、ICと周辺メモリ間のデータ転送方式
に関して、DMA転送を用いてデータを転送するシステ
ムにおいて、転送元のメモリ(またはIC)から転送先
のメモリへデータを送信する際に、バス転送を制御する
マイコンによるファームウェア処理によりデータ転送を
行う場合と、マイコンによるファーム転送ではなく、D
MA(Direct Memory Access)転送によってより高
速にデータを転送する方式がある。このうち、マイコン
によるファームウェア処理によりデータ転送を行う場
合、ファームウェアが転送先メモリに格納されたデータ
をいったんマイコン内部にとりこみ、データ処理を実行
した後に、転送先メモリへ処理された後のデータを転送
する。この際、転送先のメモリには、さまざまなデータ
長をもつデータが転送されるが、マイコンは転送先のデ
ータすべてを内部処理のためにマイコン内部にとりこ
み、その後、データ処理等の作業を行う。このデータ処
理で、マイコンは転送元のデータが、まず正常データか
どうかをチェックし、正常データであれば、ファームウ
ェアが転送先メモリへの転送処理の起動をかけ、その
後、初めて転送先メモリへデータ転送を行う。このた
め、転送する単位データに対し転送元メモリが転送先メ
モリへデータの転送を完了するまでのサイクル時間は、
ファームウェアの処理能力に依存して相当の時間を必要
とする。特開平7−262127号公報では、このよう
なファームウェア転送に要する処理時間を短縮するため
の方式が示されている。それは、DMA転送の際に、あ
らかじめ転送元メモリに、転送先のアドレスと転送する
データを書き込んでおき、DMA転送時に1ペアになっ
た転送先のアドレスと転送するデータを一時的に記憶す
るアドレスレジスタとデータレジスタを設け、このアド
レスレジスタで指定したアドレスに、DMA転送でデー
タを書き込んでゆく方式である。
【0003】これは、回線側からの入力または出力され
るデータの処理能力でそれほど高速な処理を要求されな
いシステムにはある程度適用できる。
【0004】しかし、従来の低速のデータ通信サービス
から、インターネットなどの影響もあり高速の通信イン
フラの普及が進む中、データの転送処理をすべてファー
ムで処理することには限界がある。そこで、転送するデ
ータの処理をより高速に行うためのデータ転送方式とし
て、DMA転送が主流となってきた。
【0005】このDMA転送方式は、転送元データの処
理をファーム処理を行うことなく、転送元のメモリから
転送先のメモリへと転送することを可能にしたデータ転
送方式である。DMA転送方式を用いれば、転送元のメ
モリにデータが受信されたことを、データ転送を制御す
るマイコンが検知すると、マイコンはファームウェアの
処理により、まず正常に受信されたデータであるかどう
かをチェックし、正常データであれば、データの転送起
動をかける。ただし、DMA転送方式を用いる場合は、
(システムの設計により若干の異なりはあるが)マイコ
ンは、たとえば受信したデータのペイロード部のみを転
送先メモリへ転送するためのDMA転送の起動をかけ
る。受信したデータのペイロード部以外のヘッダ部やト
レイラ部は、マイコン内部によって変換処理をされ、転
送先メモリへとわたされる。このように、DMA転送を
適用することによって、マイコン内部によって何らかの
変換処理が必要のないペイロード部は直接転送元メモリ
から転送先メモリへとDMA転送し、マイコンによる変
換処理が必要な部分(ヘッダ部、トレイラ部)のみをフ
ァーム転送により転送先メモリへと転送することが可能
になり、先に述べたファーム転送方式のようにデータ全
体を転送元メモリから転送先メモリへと転送するのに比
較して、飛躍的にデータ転送に要するサイクル時間を短
縮する事ができる。
【0006】しかし、このように高速のバス転送にはメ
リットがあるDMA転送にも、バス幅の違いを吸収でき
ないという問題がある。それは、DMA転送方式を適用
すると、確かに1データあたりのデータ転送時間は短く
なるが、DMA転送を行うバスアクセスでは、データ転
送を行う同一サイクル内で、マイコンは転送元メモリへ
リード信号、転送先メモリへライト信号を送出し、さら
にアドレスバス上にアドレスを送出する。ゆえにDMA
サイクル内では、アドレスへ同時にライト・リード動作
を行う。ゆえに、転送先のメモリのアドレスはインクリ
メントできないので、転送先メモリにはFIFO(Fir
st−In First−Out Memory)を用いるなどの工夫を
する必要がある。
【0007】このようなバスアクセス方式を取るため、
DMA転送では転送先メモリではアドレス固定、転送元
メモリはアドレスインがインクリメントされる。このた
め、図1のように、転送元メモリのデータバス幅と転送
先データのバス幅が異なる場合、転送元メモリ1のデー
タ、’はFIFOメモリ2a,2bに転送される
が、次のサイクルでは、転送元メモリ1のデータ、
’は同じくFIFOメモリ2a,2bに転送されて、
正常にFIFOメモリ2c,2dには転送されない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、バス転送方
式にDMA転送を採用するシステムに生じる上記問題点
を解決し、転送元メモリと転送先メモリとのバス幅の違
いによるバス転送を可能にすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のDMA制御方式では、共有型バス接続をも
つシステムにおいて、転送元のメモリと、転送先のメモ
リとを有し、DMA転送を制御するマイコンが、DMA
転送の処理を開始するときに、転送元のメモリと、転送
先のメモリとのバス幅の違いによるアドレス制御を、マ
イコン自身が意識することなく、ハードウェアによりD
MA転送を可能にする手段を有する。
【0010】また、本発明のDMA制御方式では、メモ
リあるいはICと、バス接続されている周辺メモリとの
間において、メモリとIC間、メモリと周辺メモリ間の
データ転送方式に、DMA転送によりデータを転送先の
メモリに転送するためのバス幅の違いを、システムのD
MA転送を制御するマイコンが意識することなく、ハー
ドウェアの制御のみでDMA転送を可能にするための、
ハードウェア回路を有する。
【0011】メモリあるいはICと、バス接続されてい
る周辺メモリとの間に於いて、メモリとメモリ間、メモ
リとIC間のデータ転送方式に関して、転送元のメモリ
と転送先のメモリにDMA転送によってデータを転送す
るシステムにおいて、DMA転送が転送元のメモリと転
送先(または転送元)のメモリへデータを転送する方式
において、DMAが起動するとメモリアクセスサイクル
内でバスにアドレスが送出されるが、DMAアクセスサ
イクル内でライト信号とリード信号が送出され、転送元
のメモリアドレスはインクリメントされ、転送先のメモ
リアドレスが固定となるが、転送先のメモリアドレスを
複数指定可能にし、かつ転送先のメモリアドレスもイン
クリメントされることを可能にする手段を有する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。図1は、本発明に関わるDM
A転送制御方式のシステムの一例を示すブロック図であ
る。
【0013】本DMA転送制御方式のシステムで、マイ
コン4は本DMA転送システムを制御する。マイコン4
に接続されているバスが本システムのマイコンバスであ
る。メモリ(もしくはIC)3はマイコン4のバス上に
接続されている。さらにバス上に、FIFO(First−
In First−Out)メモリ2a,2b,2c,2dがパ
ラレルにメモリ(もしくはIC、LSI)3に接続され
ている。いま、FIFOメモリ2a,2b,2c,2d
のバス幅はそれぞれ8ビットとすると、メモリ(もしく
はIC)3はFIFOメモリとのインターフェースで3
2ビットのバス幅をもつことになる。
【0014】次に、FIFOメモリ2a,2b,2c,
2dの接続構成であるが、FIFOメモリ2aと2cが
それぞれマイコンバスの下位8ビット(D0〜D7)と
接続され、FIFOメモリ2b,2dがマイコンバスの
上位8ビット(D8〜D15)と接続される。マイコン
バスはメモリ1に接続されており、メモリ1のデータバ
ス16ビットのうち、上位8ビット(D8〜D15)が
1a’,1b’,1c’,1d’であり、下位8ビット
(D0〜D7)が1a,1b,1c,1dである。
【0015】図2で、A0,A1,A2,A3はメモリ
1のアドレスであり、アドレスA0に格納されるデータ
は1aと1a’で示される合計16ビットのデータであ
る。これと同様に、メモリ1のアドレスA1に格納され
るデータは1bと1b’、メモリ1のアドレスA2に格
納されるデータは1cと1c’、メモリ1のアドレスA
3に格納されるデータは1dと1d’である。
【0016】本システムにおいては、マイコン4のバス
幅は16ビットである。それに反して、メモリ(もしく
はIC、LSI)3とFIFOメモリ2a,2b,2
c,2dとの間のバス幅は32ビットであるため、図1
のようにメモリ(もしくはIC、LSI)3は32ビッ
ト単位でFIFOメモリ2a,2b,2c,2dを同時
にアクセスする。
【0017】メモリ1に格納されているデータ、’
はFIFOメモリ2a,2bに転送され、メモリ1に格
納されているデータ、’はFIFOメモリ2c,2
dに転送されなくてはならない。
【0018】FIFOメモリ2aには8ビットデータ
、FIFOメモリ2には8ビットデータ、FIFO
メモリ2cには8ビットデータ、FIFOメモリ2d
には8ビットデータがバッファリングする。次の32
ビットは同様にFIFOメモリ2aには8ビットデータ
’、FIFOメモリ2bには8ビットデータ’、F
IFOメモリ2cには8ビットデータ’、FIFOメ
モリ2dには8ビットデータ’がバッファリングす
る。
【0019】ここで、仮想的に、FIFOメモリ2a、
2b、2c、2dを図2のように16ビットバス幅のメ
モリAと考える。また、メモリ1に対応する16ビット
バス幅のメモリをメモリBとする。DMA転送が起動さ
れると、マイコン4はメモリAへ格納されたデータをメ
モリBへDMA転送を行う。ここで、図3のように、通
常のファーム転送の場合は、まずマイコンがメモリBか
らリードデータRDを読みだすためのリードサイクルを
実行する。
【0020】リードサイクル内で、マイコンはアドレス
バス3aにアドレス値A0を送出し、その後にリードイ
ネーブル信号3bをメモリBにたいして送信する。する
とメモリBからリードデータRDがデータバス3c上に
送出される。これによってマイコン4はメモリBからリ
ードデータRDを読み込む。次に、マイコン4のファー
ムウェアはリードデータRDをファームウェア内部で処
理を行い、次のサイクルであるメモリAへのライトサイ
クルへの移行準備を行う。ライトサイクルへの移行準備
が完了すると、マイコン4はライトサイクルを実行す
る。ライトサイクルでは、マイコンはアドレスバス3a
にアドレス値A0を送出し、その後にライトイネーブル
信号3dをメモリAにたいして送信する。するとマイコ
ン4からライトデータWDがデータバス3c上に送出さ
れる。これによってマイコン4はメモリAへライトデー
タWDを書き込む。このように、通常のファーム転送の
場合は、メモリBからデータを読み出すリードサイクル
と、メモリAへと書き込むライトサイクルが別サイクル
となっている。そのため、転送先であるメモリAのアド
レスも、転送元であるメモリBのアドレスも、(マイコ
ン4のファームウェアの設計に依存するが)インクリメ
ントしていき、順次メモリAのアドレスA0、A1、A
2、・・・からデータを読みだし、順次メモリBのアド
レスA0、A1、A2、・・・とインクリメントして順
次メモリにデータを書き込んでいく。
【0021】次にDMA転送時のアクセス手順について
であるが、図4のように、DMA転送の場合は、まずマ
イコン内部の(もしくは外付け回路の)DMA制御部が
メモリAからリードデータRDを読みだすためのリード
サイクルを実行する。リードサイクル内で、マイコン内
部の(もしくは外付け回路の)DMA制御部はアドレス
バス3aにアドレス値A0を送出する。その後にリード
イネーブル信号3bをメモリBにたいして送信する。こ
のとき、マイコン内部の(もしくは外付け回路の)DM
A制御部はリードサイクル内でメモリAに対してライト
イネーブル信号3dを送信する。このようなサイクルを
繰り返して、マイコン内部の(もしくは外付け回路の)
DMA制御部はメモリBからメモリAへとデータ転送を
連続的に実行する、すると、メモリAがFIFOメモリ
2a,2b,2c,2dであったことを考慮すると、メ
モリBからリードデータを読み出す際は、メモリBのア
ドレスはA0、A1、A2・・・とインクリメントする
のに対して、メモリAへのデータは書き込み時には、フ
ァーム転送の説明の箇所でも述べたように、メモリAの
アドレスAは固定となる。ところが、いま、本システム
で行われなければならないデータ転送は、図2下段のよ
うに、メモリBのアドレスA0のデータはメモリAの
アドレスA0へ、メモリBのアドレスA1のデータは
メモリAのアドレスA1へ、メモリBのアドレスA2の
データ’はメモリAのアドレスA0へ、メモリBのア
ドレスA3のデータ’はメモリAのアドレスA1へ、
と転送する必要がある。しかし、先に説明したように、
単にDMA転送を用いるだけでは、このような転送方法
でDMA転送を行う事はできない。
【0022】そこで本発明では、図5のような簡易な回
路を用いる事により、本システムのようにFIFOメモ
リ2a,2b,2c,2dのバス幅とメモリ1のバス幅
が異なるシステムでのDMA転送を可能にする。
【0023】本発明のDMA制御回路は、図5のよう
に、フリップフロップ5a、ANDゲート5b,5cか
ら成り、フリップフロップ5aのクロックはマイコン4
のライトイネーブル信号WE、ANDゲート5bの出力
信号5dをFIFOメモリ2a,2bのリードイネーブ
ル信号RD、ANDゲート5cの出力信号5eをFIF
Oメモリ2c,2dのリードイネーブル信号RDにそれ
ぞれ接続する。
【0024】この構成を採用する事により、FIFOメ
モリ2a,2b,2c,2dのバス幅とメモリ1のバス
幅が異なるシステムでのDMA転送が可能になるが、以
下ではその制御方法、各信号のタイミングを説明する。
【0025】まず、メモリ1へ格納されたデータ、
’、、’は、それぞれ図5のように格納される。
メモリ1にDMA転送すべきデータが格納されると、マ
イコン4はDMA転送の起動をかける。すると、マイコ
ン4はDMA転送サイクル内でメモリ1へリードイネー
ブル信号5f、FIFOメモリ2a,2b,2c,2d
に対してライトイネーブル信号5gを送信する。ところ
が、マイコン4からライトイネーブル信号5gは、直接
FIFOメモリ2a,2b,2c,2dに対しては送信
されず、いったんフリップフロップ5aのクロック端子
CKに入力される。ライトイネーブル信号5gがフリッ
プフロップ5aをドライブすると、フリップフロップ5
aの出力Q,Q’から図6に示すような出力信号が得ら
れる。出力信号Q,Q’はANDゲート5b,5cに入
力され、出力信号5d,5eが得られる。出力信号5d
をFIFOメモリ2c,2dのライトイネーブル端子W
Rに入力し、出力信号5eをFIFOメモリ2a,2b
のライトイネーブル端子WRに入力する。この時、マイ
コン4のライトイネーブル信号5gの波形タイミングが
図6のようになると、出力信号5d,5eの波形タイミ
ングはず6のようになる。
【0026】マイコン4のライトイネーブル信号5g
は、6a,6b,6c,6dの立ち上がりタイミングで
FIFOメモリ2a,2b,2c,2dに対してデータ
の書き込みを行うが、このとき、図6のように、立ち上
がりタイミング6aでは出力信号5eのみが立ち上がり
タイミングである。出力信号5eはFIFOメモリ2
a,2bのライトイネーブル端子WRに入力されている
ので、マイコン4のライトタイミング6aでは、結果的
にFIFOメモリ2a,2bにだけ、出力信号5eの6
a’のタイミングでDMA転送によりデータの書き込み
を行う。同様に、立ち上がタイミング6bでは出力信号
5dのみが立ち上がりタイミングである。出力信号5d
はFIFOメモリ2c,2dのライトイネーブル端子W
Rに入力されているので、マイコン4のライトタイミン
グ6bでは、結果的にFIFOメモリ2c,2dにだ
け、出力信号5dの6b’のタイミングでDMA転送に
よりデータの書き込みを行う。以下、マイコン4のライ
トタイミング6c,6dも同様に、マイコン4のライト
タイミング6cではFIFOのメモリ2a,2bへ出力
信号5eの6c’のタイミングでDMA転送によりデー
タの書き込みを行い、マイコン4のライトタイミング6
dではFIFOメモリ2c,2dへ出力信号5dの6
d’のタイミングでDMA転送によりデータの書き込み
を行う。
【0027】以上述べてきた過程によって、マイコン4
は、ライトタイミング6a’でデータ、’をそれぞ
れFIFOメモリ2a,2bへ書き込み、ライトタイミ
ング6b’でデータ、’をそれぞれFIFOメモリ
2c,2dへ書き込み、ライトタイミング6c’でデー
タ、’をそれぞれFIFOメモリ2a,2bへ書き
込み、ライトタイミング6d’でデータ、’をそれ
ぞれFIFOメモリ2c,2dへ書き込む。以上の過程
により、マイコン4は、メモリ1に格納されたと
’、と’、と’、と’のデータを、DM
A転送によってFIFOメモリ2a,2b,2c,2d
へ書き込む事ができ、その結果、メモリ1のバス幅(1
6ビット)とFIFOメモリ2a,2b,2c,2dの
バス幅(32ビット)の相違をマイコン4はなんら意識
する事なく、通常のDMA転送タイミング処理を行うだ
けでメモリ1とFIFOメモリ2a,2b,2c,2d
との間のDMA転送が可能になる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば転送元メモリと転送先メ
モリとのバス幅の違いによるバス転送を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本システムの概要を示すブロック図。
【図2】DMA転送とファームウェア転送の方式を示す
説明図。
【図3】ファームウェア転送時のデータ転送のタイミン
グチャート。
【図4】DMA転送時のデータ転送のタイミングチャー
ト。
【図5】本発明の信号接続、回路のブロック図。
【図6】本発明のDMA転送制御部の信号のタイミング
チャート。
【符号の説明】
1…16ビットメモリ、 1a,1b,1c,1d…メモリ1の下位8ビット、 2a,2b,2c,2d…メモリ1の下位8ビット、 2a,2b,2c,2d…8ビットFIFOメモリ、 3…回線側ICもしくはLSI、 4…データ転送を制御するマイコン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 靖 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所情報通信事業部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共有型バス接続構成を有し、メモリ、ある
    いはICと、バス接続されている周辺メモリとの間で、
    メモリと周辺メモリ間、ICと周辺メモリ間のデータ転
    送方式において、DMA転送を用いてデータを転送する
    システムが、転送元のメモリがDMA転送によりデータ
    を送信する転送先のメモリとのバス幅と、前記転送元の
    メモリが、前記転送先のメモリにDMA転送によって転
    送するためのデータを受信するバス幅が異なっている場
    合、前記転送元のメモリが前記転送先のメモリにDMA
    転送によって転送するためのデータを受信するバス幅
    と、DMA転送によりデータを前記転送先のメモリに転
    送するためのバス幅の違いを、前記システムの転送を制
    御するマイコンが意識することなく、ハードウェアの制
    御のみで前記転送元のメモリと前記転送先のメモリとの
    間のDMA転送を可能とすることを特徴とするDMA制
    御方式。
  2. 【請求項2】共有型バス接続構成を有し、メモリあるい
    はICと、バス接続されている周辺メモリとの間で、メ
    モリと周辺メモリ間、ICと周辺メモリ間のデータ転送
    方式において、転送元のメモリが前記転送先のメモリに
    DMA転送によって転送するためのデータを受信するバ
    ス幅と、DMA転送によりデータを前記転送先のメモリ
    に転送するためのバス幅の違うシステムのDMA転送
    を、前記マイコンがDMA転送サイクル中に、転送先の
    メモリに送出するライトイネーブル信号を、ハードウェ
    ア回路によってタイミングを変化させ、転送先のメモリ
    へのDMA転送を可能にするための、ハードウェア回路
    を有することを特徴とするDMA制御方式。
  3. 【請求項3】共有型バス接続構成を有し、メモリ、ある
    いはICと、バス接続されている周辺メモリとの間で、
    メモリと周辺メモリ間、ICと周辺メモリ間のデータ転
    送方式において、転送元のメモリと前記転送先のメモリ
    にDMA転送によってデータを転送するシステムにおい
    て、前記DMA転送が前記転送元のメモリと前記転送先
    のメモリへデータを転送する方式において、前記DMA
    が起動すると前記DMAアクセスサイクル内で前記バス
    にアドレスが送出されるが、前記DMAアクセスサイク
    ル内でライト信号とリード信号が同時に送出されるた
    め、前記転送先のメモリアドレスは固定となり、前記転
    送元のメモリアドレスがインクリメントされることにな
    るが、これを、ハードウェア回路によって、ライトイネ
    ーブル信号の転送先のメモリへの書き込みタイミングを
    変化させる事により、DMA転送時に、前記転送先の複
    数のメモリアドレスへの書き込みを可能とすることを特
    徴とするDMA転送方式。
  4. 【請求項4】共有型バス接続構成を有し、メモリ、ある
    いはICと、バス接続されている周辺メモリとの間で、
    メモリと周辺メモリ間、ICと周辺メモリ間のデータ転
    送方式において、転送元のメモリと前記転送先のメモリ
    にDMA転送によってデータを転送するシステムにおい
    て、前記DMA転送が前記転送元のメモリから前記転送
    先のメモリへデータを転送する際に、前記転送元のメモ
    リアドレスがインクリメントし、前記転送先のメモリア
    ドレスが固定となり、しかも前記転送元メモリと前記転
    送先メモリのバス幅が異なる場合でもDMA転送を可能
    とするために、前記DMA転送を制御するマイコンによ
    ってバス幅の相違を吸収するために、あらかじめ転送先
    のアドレスとデータをレジスタへ格納してからDMA転
    送を行うような方式を用いることなく、ハードウェア回
    路が自律的に、DMA転送サイクル中に、転送先メモリ
    へのライトイネーブル信号のタイミングを制御すること
    によって、前記転送元メモリと前記転送先メモリのバス
    幅が異なる場合でもDMA転送を可能としたことを特徴
    とするDMA転送方式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117290154A (zh) * 2023-10-17 2023-12-26 无锡摩芯半导体有限公司 一种基于汽车功能安全的axi_dma冗余设计方法

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CN117290154B (zh) * 2023-10-17 2024-05-07 无锡摩芯半导体有限公司 一种基于汽车功能安全的axi_dma冗余设计方法

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