文章来源：http://www.cnblogs.com/scnutiger/archive/2010/02/06/1664980.html
在Quartus7.2之后的版本中，除了原有的基于avalon-mm总线的DMA之外，还增加了Scatter-Gather DMA这种基于avalon-ST流总线的DMA IP核，它更适合与大量数据流传输的场合，使用起来比较灵活，增加了与外设流器件配合的能力。由于网上关于SG-DMA介绍的资料比较少，因此这里简单介绍一下SG-DMA的使用，利用它可以搭配Altera的千兆网MAC核来实现千兆网方面的应用。
SG-DMA的数据手册已经介绍得非常详细，具体的相关寄存器和功能可能查阅相关手册。Altera为了开发的便利，已经为各个IP核设计好了HAL软件层的代码，SG-DMA也不例外，因此使用的时候我们没有必要逐个配置相关寄存器，直接调用HAL层代码即可。这也是使用这类IP核简便的地方，只是需要清楚这类代码如何调用。
1. 首先我们简单看看SG-DMA的应用环境，从数据手册中截下几张图片简单介绍。
SG-DMA有三种工作方式，可以工作在Memory-to-Stream即存储接口到流接口，或者Stream-to-Memory即流接口到存储接口，以及Memory-to-Memory的存储器到存储器工作方式。工作在存储器到存储器的工作方式与普通DMA并无差别，没有数据流处理的优势。另外SG-DMA增加了Descriptor Processor，可以实现批量工作，从而进一步减轻Nios处理器的工作。只需要将Descriptor命令字写入到相应的Descriptor memory中。我们简单看看以上的工作方式。
图1. Memory-to-Stream
图2. Stream-to-Memory
图3. Memory-to-Memory
2. 然后我们直接进入主题，看在Altera的SOPC中如何连接使用SG-DMA器件。
M-to-M模式就不做介绍了，这里主要介绍M-to-S和S-to-M这两种方式。我们添加两个SG-DMA器件，让它们分别工作在这两个工作方式下。连接示意如下所示。注意到其中的descriptor memory的设置，原则上只要带有avalon-mm接口的存储器都可以用来做descriptor memroy，因此我们可以将decriptor memory与主存分离，亦可以直接使用主存的一部分作为descriptor memroy。但为了不影响主存的使用，最好将descriptor memroy分离。另外SG-DMA的有关设置，例如channel和error的位数控制可以参考avalon-st流接口数据手册，依照需要设置接口。由于在本例中只有一个通道，也不校验错误，所以我们都设置为零。
图4. SOPC连接示意图
3. SG-DMA HAL代码调用。
要使得SG-DMA正式工作起来，我们可以直接调用HAL层代码，省去很多开发时间。下面直接使用一段程序，添加部分注释，相信SG-DMA的基本使用即可完成了，并没有想象中的这么复杂。
#include <stdio.h> #include "altera_avalon_sgdma_descriptor.h" #include "altera_avalon_sgdma_regs.h" #include "altera_avalon_sgdma.h" #include "system.h" #include "alt_types.h" //注意包含这几个头文件 alt_sgdma_dev *sgdma_tx_dev; //sgdma_tx设备文件 alt_sgdma_dev *sgdma_rx_dev; //sgdma_rx设备文件 alt_sgdma_descriptor *desc; //descriptor memory指针 char buf[1000]; //SG-DMA传送缓存，暂定1000字节做测试 alt_u32 rx_payload[256]; //SG-DMA接收缓存 void sgdma_rx_isr(void * context, u_long intnum); //我们的基本思路就是，先配置好sgdma_rx和sgdma_tx的基本配置，然后设置好sgdma_rx的回调函数。 //即接收数据完成之后调用的函数，最后启动sgdma_tx完成dma发送。在这个过程中涵盖了sgdma_tx和sgdma_rx的基本使用 int main() { int i; int timeout = 0; for(i=0; i<1000; i++) //填充缓存数据 buf[i] = i%256; //重定义desc DISCRIPTOR_MEMORY_BASE定义在system.h中，即descriptor_memory的基地址 desc = (alt_sgdma_descriptor *)DISCRIPTOR_MEMORY_BASE; //打开sgdma_tx和sgdma_rx sgdma_tx_dev = alt_avalon_sgdma_open(SGDMA_TX_NAME); //SGDMA_TX_NAME定义为"/dev/sgdma_tx" if(!sgdma_tx_dev) { printf("[triple_speed_ethernet_init] Error opening TX SGDMA\n"); return -1; } sgdma_rx_dev = alt_avalon_sgdma_open(SGDMA_RX_NAME); if(!sgdma_rx_dev) { printf("[triple_speed_ethernet_init] Error opening RX SGDMA\n"); return -1; } /* Reset RX-side SGDMA */ IOWR_ALTERA_AVALON_SGDMA_CONTROL(SGDMA_RX_BASE, ALTERA_AVALON_SGDMA_CONTROL_SOFTWARERESET_MSK); IOWR_ALTERA_AVALON_SGDMA_CONTROL(SGDMA_RX_BASE, 0x0); /* Reset TX-side SGDMA */ IOWR_ALTERA_AVALON_SGDMA_CONTROL(SGDMA_TX_BASE, 0); IOWR_ALTERA_AVALON_SGDMA_STATUS(SGDMA_TX_BASE, 0xFF); //注册sgdma_rx回调函数 alt_avalon_sgdma_register_callback( sgdma_rx_dev, (alt_avalon_sgdma_callback) &sgdma_rx_isr, (alt_u16)ALTERA_AVALON_SGDMA_CONTROL_IE_DESC_COMPLETED_MSK | \ ALTERA_AVALON_SGDMA_CONTROL_IE_CHAIN_COMPLETED_MSK | \ ALTERA_AVALON_SGDMA_CONTROL_IE_GLOBAL_MSK, ); //填充发送decriptor memory 并不需要自己填充，调用函数就好了。 alt_avalon_sgdma_construct_stream_to_mem_desc( &desc[0], //主描述字 &desc[1], //次描述字 rx_payload, , ); //填充接收decriptor memory alt_avalon_sgdma_construct_mem_to_stream_desc( &desc[2], //主描述字 &desc[3], //次描述字 (unsigned int*)buf, //发送指针 (256), //发送字数 , , , ); //启动sgdma_rx和sgdma_tx alt_avalon_sgdma_do_async_transfer(sgdma_rx_dev, &desc[0]); alt_avalon_sgdma_do_sync_transfer(sgdma_tx_dev, &desc[2]); } //回调函数，负责处理接收后数据，并重置sgdma_rx，本例中并未对数据进行处理 void sgdma_rx_isr(void * context, u_long intnum); { int sgdma_status = IORD_ALTERA_AVALON_SGDMA_STATUS(SGDMA_RX_BASE); alt_sgdma_descriptor *currdescriptor_ptr = &desc[0]; if(sgdma_status & (ALTERA_AVALON_SGDMA_STATUS_CHAIN_COMPLETED_MSK | ALTERA_AVALON_SGDMA_STATUS_DESC_COMPLETED_MSK) ) { desc_status = IORD_ALTERA_TSE_SGDMA_DESC_STATUS(currdescriptor_ptr); if( (desc_status & (ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_STATUS_E_CRC_MSK | ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_STATUS_E_PARITY_MSK | ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_STATUS_E_OVERFLOW_MSK | ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_STATUS_E_SYNC_MSK | ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_STATUS_E_UEOP_MSK | ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_STATUS_E_MEOP_MSK | ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_STATUS_E_MSOP_MSK ) ) == 0) { printf("RX descriptor reported OK\n"); } else { printf("RX descriptor reported error\n"); } IOWR_32DIRECT(&(currdescriptor_ptr->write_addr), 0, (alt_u32)(rx_payload)); IOWR_32DIRECT(&(currdescriptor_ptr->actual_bytes_transferred), 0, (alt_u32) ((ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_CONTROL_OWNED_BY_HW_MSK | ALTERA_AVALON_SGDMA_DESCRIPTOR_CONTROL_GENERATE_EOP_MSK) << 24) ); // Re-start SGDMA (always, if we have a single descriptor) alt_avalon_sgdma_do_async_transfer(sgdma_rx_dev, &desc[0]); } }