Saber 酱的抱枕

明明是一个很浅显的概念，却纠结了很久……大概是因为太浅了所以没什么人说吧……

DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)是什么不提了

DMA Latency，这边定义为DMA发出的req的上升沿到收到的rlast/wlast的上升沿经过的时间

Latency Tolerance，指DMA能容忍多长的Latency而不出错（指fifo写满或读空）

Brust Length和Waterlevel过于基础，也到处有人教，不提。

讨论都是基于以下模式：以rdma为例，IP需要持续读取数据流，中断了就会出问题。数据是经过DMA从内存拿过来的，内存是以BL模式运行（不考虑DDR的问题……）。DMA本身有异步fifo，能在sram暂存数据。当然也是遵循的waterlevel模式……
fifo每能存下一次BL就发一个req，因此可能有多个req等待内存响应
忽略fifo和位宽转换等因素造成的latency，集中于“理想”DMA情况

定义参数：
IP侧：
频率f_ip(GHz)
数据位宽W_ip(bit)
SRAM大小D(bit)

BUS侧(含内存)
频率f_bus(GHz)
数据位宽W_bus(bit)
BL长度BL(bit)

当ip发出第一个req，此时dma sram剩余数据量应为waterlevel=D-BL（设位宽以及BL互相匹配，可不用考虑余数）
这些数据能坚持下去而不产生fifo读空的时间t₁=waterlevel/(f_ip*W_ip) (ns)
假设读空时正好接续上BL，那么BL持续时间t₂=BL/(f_bus*W_bus) (ns)
那么此时的Latency就正是最大值，也即Latency Tolerance t_tol=t₁+t₂

此时t_tol和f_ip、W_ip、f_bus以及W_bus的关系已经清楚了，与D的关系也很明显。为了理清BL的问题，进行如下变形：

那么可以注意到BL越大t_tol越小。

新的问题又来了，BL怎么处理？
BL太小显然会导致各个部分频繁处于目标切换之中，切换是需要时间的，并不是个好情况。

此处姑且再引入一个东西：队列长度n。
前面有提到dma每能接受一次BL就发一个req，那么对于一套完整的系统，假设i个rdma，j个wdma（参数与前文一致），在arbiter中队列最长能够储存n个req（再加上一个进行中的）。

极端情况下，每个dma都在发出请求，这时候大家的t_latency也就很长了。
这时候，每个dma在最极限的情况下就是都刚好从内存收/发waterlevel量的数据，刚好维持到下一次。而为了撑满工作时间，不让dma arbiter无事可做，也不能发的太多。怎么考虑？就以不发过D为限。如果接下新的BL会超过D，这一次req当然就会被扣下嘛。

那么这个情况下，平均给每个dma的BL数量为(n+1)/(i+j)，那么这么多个BL就需要超过waterlevel又不能超过D。也即
(D-BL)<(n+1)*BL/(i+j)<D
解得

可是又有新的问题了：
i和j是ip架构决定的，但n又怎么来？
必须承认，这个问题我也无法回答。能说的就是，
你不能次次都让dma跑在latency tolerance下，这样你的sram数据是补充不及的。你可以说，平均的latency： t_{avg_latency}满足

t_{avg_latency}*W_ip*f_ip <=BL

这个东西就不仅是BL的问题了，还涉及到更高层的架构，包括内存等等问题。这就不是一个我能讨论的小话题了。

总之在一般情况下，结合项目要求来考虑吧。我也只懂这么多了。

DMA Latency Tolerance