基于密码卡的DMA多通道调度方法、装置及终端设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于密码卡的DMA多通道调度方法、装置及终端设备。

背景技术

密码卡通常使用DMA控制器和外设进行数据的高速传输处理，为了提高密码卡和外设之间的通信速度，在密码卡内部设计了多个DMA通道，用于和外设进行数据通信，单个密码卡内部可使用多个DMA通道，以及单个密码卡支持多个外设。

目前，当多个外设需要利用密码卡内部的多个DMA通道进行数据传输时，通常采用平均分配和动态遍历两种方式实现，平均分配是指将多个DMA通道平均分给每个外设，这样每个外设在任何时候都占用固定的资源，但是每个外设对通道的需求不同，不同外设需要调用密码卡使用DMA通道的次数不同，且不是同时调用密码卡，因此这种方式虽然能解决DMA通道在不同外设上的互斥问题，但是不能充分利用DMA通道资源，容易造成资源浪费，例如在某一时刻只有一个外设需要调用密码卡进行大量的数据传输，那么为其他外设分配的DMA通道就会被浪费；动态遍历是指每次申请遍历空闲DMA通道，但是可能存在DMA通道在不同外设上的互斥问题，因为多个外设同时遍历相同的空闲DMA通道，软件的锁机制无法解决多个外设间的资源互斥问题。因此如何设计一种基于密码卡的DMA多通道调度方法，不需要进行DMA通道状态的遍历查找，且能够解决DMA通道申请的互斥问题，保证DMA通道的动态分配。

发明内容

为此，本发明提供一种基于密码卡的DMA多通道调度方法、装置及终端设备，使得外设能够通过第一寄存器即可获取空闲DMA通道号，不需要进行DMA通道状态的遍历查找，且能够解决DMA通道申请的互斥问题，保证DMA通道的动态分配。

按照本发明所提供的设计方案，提供一种基于密码卡的DMA多通道调度方法，该方法包含：

在密码卡内设置用于对第一个空闲工作状态DMA通道号进行标识的第一寄存器及用于标识所有DMA通道为空闲或占用工作状态的第二寄存器；

针对通道请求的调度，首先外设通过第一寄存器获取第一个空闲工作状态DMA通道号，通过调整第二寄存器值将该空闲工作状态的DMA通道设置为占用状态，并将第一寄存器值调整为下一个空闲工作状态的DMA通道号；然后，控制占用工作状态的DMA通道处理外设请求对应业务。

作为本发明基于密码卡的DMA多通道调度方法，进一步地，还包含：外设请求对应业务处理完成后，释放占用工作状态的DMA通道，通过第二寄存器将DMA通道占用工作状态设置为空闲工作状态，并将第一寄存器值调整为该空闲工作状态的DMA通道号。

作为本发明基于密码卡的DMA多通道调度方法，进一步地，针对多个外设通道请求，首先，利用排队机制对多个外设通道请求进行排序；然后，针对排序结果依次进行DMA通道调度。

作为本发明基于密码卡的DMA多通道调度方法，进一步地，还包含：依据DMA通道号对密码卡内的第一寄存器初始化，将所有DMA通道对应的第二寄存器值初始化为空闲工作状态。

作为本发明基于密码卡的DMA多通道调度方法，进一步地，初始化过程中，当DMA通道号设置为0到i时，将第一寄存器的值初始化为i，并设定第二寄存器取值为表示DMA通道空闲工作状态的0或表示DMA通道占用工作状态的1。

作为本发明基于密码卡的DMA多通道调度方法，进一步地，第二寄存器的数量依据DMA通道的数量进行设置，分别表示为第二寄存器0、第二寄存器1……第二寄存器i。

作为本发明基于密码卡的DMA多通道调度方法，进一步地，第一寄存器采用只读寄存器，第二寄存器采用读写寄存器。

进一步地，基于上述的方法，本发明还提供一种基于密码卡的DMA多通道调度装置，包含：设置模块，初始化模块和调度模块，其中，

设置模块，用于在密码卡内设置用于对第一个空闲工作状态DMA通道号进行标识的第一寄存器及用于标识所有DMA通道为空闲或占用工作状态的第二寄存器；

初始化模块，用于依据DMA通道号对密码卡内的第一寄存器初始化，将所有DMA通道对应的第二寄存器值初始化为空闲工作状态；

调度模块，用于针对通道请求的调度，首先外设通过第一寄存器获取第一个空闲工作状态DMA通道号，通过调整第二寄存器值将该空闲工作状态的DMA通道设置为占用状态，并将第一寄存器值调整为下一个空闲工作状态的DMA通道号；然后，控制占用工作状态的DMA通道处理外设请求对应业务。

进一步地，基于上述的方法，本发明还提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法步骤。

进一步地，基于上述的方法，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法步骤。

本发明的有益效果：

本发明通过在密码卡内设置有第一寄存器和第二寄存器，第一寄存器标识第一个空闲的DMA通道号，第二寄存器标识DMA通道的工作状态为空闲或占用，在密码卡获取到一个申请DMA通道的请求时，通过第一寄存器查询第一个空闲的DMA通道号，并通过改变第二寄存器的值标识该空闲的DMA通道的工作状态为占用状态，且将第一寄存器的值自动变化为下一个空闲的DMA通道号，使得外设能够通过第一寄存器即可轻松获取空闲DMA通道号，不需要进行遍历查找，同时，每次读取第一寄存器后，其值自动变化为下一个空闲的DMA通道号，确保不同外设使用不同的DMA通道传输数据，有效解决DMA通道申请在不同外设上互斥的问题；且，某一时刻如果只有一个外设使用密码卡，则外设可以占用所有DMA通道进行数据传输，充分利用密码卡的DMA通道资源，能够实现DMA通道在不同的外设上动态分配，大大提高数据传输性能，具有较好的应用前景。

附图说明：

图1为实施例中DMA多通道调度方法流程示意之一；

图2为实施例中DMA多通道调度方法流程示意之二；

图3为实施例中DMA多通道调度过程示意；

图4为实施例中调度装置结构示意之一；

图5为实施例中调度装置结构示意之二；

图6为实施例中终端设备示意。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例，提供一种基于密码卡的DMA多通道调度方法，在密码卡内设置用于对第一个空闲工作状态DMA通道号进行标识的第一寄存器及用于标识所有DMA通道为空闲或占用工作状态的第二寄存器；

针对通道请求的调度，首先外设通过第一寄存器获取第一个空闲工作状态DMA通道号，通过调整第二寄存器值将该空闲工作状态的DMA通道设置为占用状态，并将第一寄存器值调整为下一个空闲工作状态的DMA通道号；然后，控制占用工作状态的DMA通道处理外设请求对应业务。

参见图1所示，在密码卡内部设置第一寄存器和第二寄存器并进行初始化，所述第一寄存器标识第一个空闲的DMA通道号，所述第二寄存器标识DMA通道的工作状态为空闲或占用；当密码卡获取到一个申请DMA通道的请求时，通过所述第一寄存器查询第一个空闲的DMA通道号，并通过改变所述第二寄存器的值标识该空闲的DMA通道的工作状态为占用状态，且将所述第一寄存器的值自动变化为下一个空闲的DMA通道号；控制被占用的DMA通道处理与所述请求对应的业务。

如图2所示，具体的，在控制被占用的DMA通道处理与所述请求对应的业务之后，所述DMA多通道调度方法还包括：获取所述被占用的DMA通道的业务处理状态，若状态为处理完成，则可选择释放该被占用的DMA通道，并通过改变所述第二寄存器的值标识该DMA通道的工作状态为空闲状态，同时将所述第一寄存器的值自动变化为该空闲的DMA通道号。

具体的，当所述密码卡获取到多个申请DMA通道的请求时，对多个申请采用排队机制进行排序后，并依次进行DMA多通道调度处理。

具体的，在密码卡内部设置第一寄存器和第二寄存器并进行初始化，具体包括：

当DMA通道号设置为0到i时，在密码卡内部设置第一寄存器，并将第一寄存器的值初始化为i；以及在密码卡内部设置第二寄存器，并将所有DMA通道对应的第二寄存器的值初始化为0；

其中，所述第一寄存器的取值为0到i；所述第二寄存器的取值为0或1，,为0表示对应DMA通道为空闲状态，为1表示对应DMA通道为占用状态，且所述第二寄存器的数量依据DMA通道的数量进行设置，表示为第二寄存器0、第二寄存器1……第二寄存器i。

具体的，所述第一寄存器为只读寄存器；所述第二寄存器为读写寄存器。

在实际的应用中，以DMA通道号为0到127，第一寄存器为idle，第二寄存器为status(status0、status1、status2……status127)为例，外设每次进行DMA通道申请时，寄存器的值变化如图3所示：

1)初始状态下：idle的值为127标识第一个空闲的DMA通道号为127，status0、status1、status2……status127的值为0标识通道号为0到127的DMA通道均为空闲状态；

2)第一次申请DMA通道时：根据idle的值127即可获知第一个空闲的DMA通道号为127，因此将通道号为127的DMA通道占用，通过改变status127的值为1标识该通道为占用状态，同时将idle的值自动变化为126；

3)第二次申请DMA通道时：根据idle的值126即可获知第一个空闲的DMA通道号为126，因此将通道号为126的DMA通道占用，通过改变status126的值为1标识该通道为占用状态，同时将idle的值自动变化为125；

4)第三次申请DMA通道时：根据idle的值125即可获知第一个空闲的DMA通道号为125，因此将通道号为125的DMA通道占用，通过改变status125的值为1标识该通道为占用状态，同时将idle的值自动变化为124；

5)第四次申请DMA通道时：根据idle的值124即可获知第一个空闲的DMA通道号为124，因此将通道号为124的DMA通道占用，通过改变status124的值为1标识该通道为占用状态，同时将idle的值自动变化为123；

6)释放通道号为125的DMA通道时：通过改变status125的值为0标识该通道为空闲状态，同时将idle的值自动变化为125；

7)释放通道号为126的DMA通道时：通过改变status126的值为0标识该通道为空闲状态，同时将idle的值自动变化为126；

8)第五次申请DMA通道时：根据idle的值126即可获知第一个空闲的DMA通道号为126，因此将通道号为126的DMA通道占用，通过改变status126的值为1标识该通道为占用状态，同时将idle的值自动变化为125；

9)第六次申请DMA通道时：根据idle的值125即可获知第一个空闲的DMA通道号为125，因此将通道号为125的DMA通道占用，通过改变status125的值为1标识该通道为占用状态，同时将idle的值自动变化为123。

需要说明的是，外设每次读取第一寄存器，便可获知空闲的DMA通道号，不需要进行遍历查找，同时每次读取第一寄存器后，第一寄存器的值自动变化为下一个空闲DMA通道号，能够实现不同外设每次获取的DMA通道号不相同，确保不同外设使用不同DMA通道进行数据传输，不存在多个外设同时使用一个DMA通道问题，从而有效解决DMA通道申请在不同外设上的互斥问题。另外，在某一时刻如果只有一个外设使用密码卡，则该外设可以占用所有DMA通道进行数据传输，充分利用密码卡的DMA通道资源，能够实现DMA通道在不同的外设上动态分配，大大提高数据传输性能。

进一步地，基于上述的方法，本发明实施例还提供一种基于密码卡的DMA多通道调度装置，包含：设置模块，初始化模块和调度模块，其中，

设置模块，用于在密码卡内设置用于对第一个空闲工作状态DMA通道号进行标识的第一寄存器及用于标识所有DMA通道为空闲或占用工作状态的第二寄存器；

初始化模块，用于依据DMA通道号对密码卡内的第一寄存器初始化，将所有DMA通道对应的第二寄存器值初始化为空闲工作状态；

调度模块，用于针对通道请求的调度，首先外设通过第一寄存器获取第一个空闲工作状态DMA通道号，通过调整第二寄存器值将该空闲工作状态的DMA通道设置为占用状态，并将第一寄存器值调整为下一个空闲工作状态的DMA通道号；然后，控制占用工作状态的DMA通道处理外设请求对应业务。

如图4所示，初始化模块，用于在密码卡内部设置第一寄存器和第二寄存器并进行初始化，所述第一寄存器标识第一个空闲的DMA通道号，所述第二寄存器标识DMA通道的工作状态为空闲或占用；第一调度模块，用于当密码卡获取到一个申请DMA通道的请求时，通过所述第一寄存器查询第一个空闲的DMA通道号，并通过改变所述第二寄存器的值标识该空闲的DMA通道的工作状态为占用状态，且将所述第一寄存器的值自动变化为下一个空闲的DMA通道号；控制模块，用于控制被占用的DMA通道处理与所述请求对应的业务。

进一步地，如图5所示，所述DMA多通道调度装置还包括：第二调度模块，获取所述被占用的DMA通道的业务处理状态，若状态为处理完成，则可选择释放该被占用的DMA通道，并通过改变所述第二寄存器的值标识该DMA通道的工作状态为空闲状态，同时将所述第一寄存器的值自动变化为该空闲的DMA通道号。

进一步地，所述DMA多通道调度装置还包括：排序模块，用于当所述密码卡获取到多个申请DMA通道的请求时，对多个申请采用排队机制进行排序后，并依次进行DMA多通道调度处理。

进一步地，初始化模块，用于在密码卡内部设置第一寄存器和第二寄存器并进行初始化，具体包括：

当DMA通道号设置为0到i时，在密码卡内部设置第一寄存器，并将第一寄存器的值初始化为i；以及在密码卡内部设置第二寄存器，并将所有DMA通道对应的第二寄存器的值初始化为0；

其中，所述第一寄存器的取值为0到i；所述第二寄存器的取值为0或1，,为0表示对应DMA通道为空闲状态，为1表示对应DMA通道为占用状态，且所述第二寄存器的数量依据DMA通道的数量进行设置，表示为第二寄存器0、第二寄存器1……第二寄存器i。

如图6所示，本发明第三方面还提出一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如DMA多通道的调度使用程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述各个DMA多通道的调度使用方法的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。或者处理器执行所述计算机程序时实现上述调度装置中各模块的功能。

所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。

所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器可以是所述终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。所述存储器也可以是所述终端设备的外部存储设备，例如所述终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字卡(Secure Digital，SD)，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器还可以既包括所述终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、系统和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述系统的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。