处理器与高速外设之间的通信

Question

考虑到处理器以100 MHz运行并且数据以1000 Mbit / s（8位/ Clockcycle @ 125 MHz）的速率从外部设备/外设进入处理器，这是处理的最佳方式流量以更高的速度流向处理器？

Answer 1

首先，你不能在软件中做到这一点。没有办法以足够的速率对数字线路进行采样，或者对它做任何有用的事情。

您需要使用硬件FIFO缓冲区或存储单元。当数据突发进入时，它可以在高速FIFO中缓冲，然后根据处理器的需要读出。

高速FIFO芯片的下降非常昂贵（尽管大多数都是双端口）。为了降低成本，最好使用SRAM芯片和硬件加法器来增加输入数据的地址线。

Answer 2

你缓冲它。通常，使用DMA（不涉及cpu）将来自设备的数据写入内存缓冲区（循环队列）。 cpu以恒定速率从内存缓冲区读取。通常，设备以突发方式发送数据。这样可以防止缓冲区填满。如果数据太多，缓冲区溢出。

Answer 3

这对软件来说并不罕见。塞马吉说的是正确的话。这是一个系统工程问题。其他人也有正确的答案。如果你想用100MHz处理器查看或处理这些数据，那就不会发生，不要费心去尝试。您可以查看它的快照，或者让硬件过滤掉您正在寻找的特定百分比。虽然这是一个系统问题，但硬件提供了什么，这些数据放在哪里，这个数据的软件任务是什么，它是否看到数据的X缓冲区进入了gointa，并且通知goouta硬件有X缓冲区准备好了吗？硬件是否检查并对齐缓冲区，以便您可以查看标头，然后确定将硬件路由到何处？完成系统工程后，您将知道是否可以使用该处理器，如果您可以使用它的工作是什么以及如何操作。

你的直接问题。处理它的最佳方法是什么。处理它的最好方法是让硬件（fpga，asic等）将它移入和移出某个存储设备（可能是某种类型的ram）。处理器耗尽的ram不一定（DMA是一件好事可以避免）。硬件是软件可以与之交谈的东西，但您无法检查所有这些数据，所以不要尝试。不知道这是什么类型的数据，什么形式，软件看你愿意强迫硬件做多少工作等等，决定了答案的其余部分。如果您希望某个（保证）百分比是坏的或不属于此处理器，等等具有硬件过滤器，那么您可以处理剩下的内容。

网络就是一个很好的例子，PC有gige端口，但无法处理GigE线速数据。这就是为什么我们现在使用交换机而不是集线器，硬件切片一部分数据，以便PC可以处理它，协议处理以后重新发送无法处理的数据。并且交换机处理器不会查看所有数据，硬件会对其进行切片，因此软件只能检查标头。或者有时软件只管理驱动硬件的表，硬件处理数据的所有工作。

您的系统工程设计的答案是否会失败。

Answer 4

DMA（直接内存访问）可能是解决方案，但是，内存总线似乎不可能比处理器内核运行得更快，因此接收外设必须接受比8位更大的寄存器数据，因为125MHz可以不能持久。例如，16位寄存器允许62.5MHz的存储器写入，这是可以实现的。此外，接收设备必须能够接受外部时钟，该外部时钟对核心时钟更快且异步。当然，接收外设也必须支持DMA。

除非您更了解您的硬件和通信协议，否则除了一般性答案之外，很难提供任何其他内容。