随着计算机技术的高速发展,对高性能数据传输总线也提出了更高的要求,PCI Express是第三代高性能I/O互联总线技术,也是目前应用最为广泛的高速串行传输协议。为了使用户能够充分发挥出PCI Express高性能带宽传输特性,本文通过对PCI Express总线及DMA控制器工作原理进行深入研究,提出了一种采用专用描述符DMA控制器的设计方法,成功实现了将DMA控制器集成在PCI Express总线中,通过对用户端接口电路的设计,实现了与SoC通信芯片的数据互联互通,由于此次项目是SoC系统级芯片开发,因此对于集成了DMA控制器的PCI Express IP核来说,开发出具有较高通用性和可扩展性的用户端接口逻辑,以便后期项目IP核复用至关重要。基于上述思想,本论文对SoC及PCI Express关键技术进行了系统的分析与研究,并介绍了几种常见DMA控制器的传输方式及工作原理,在数据高速传输时存在内存地址不连续的访问情况。由于传统DMA控制器控制方式的局限性,导致其无法有效发挥PCI Express的传输性能,经国内外研究发现,集成在PCIe核中的描述符DMA控制器能够有效解决内存地址不连续的传输性能问题,本文采用将描述符DMA控制器集成到PCI Express核的架构方式,可以有效释放CPU占用率,同时能够发挥出PCI Express的传输性能。此次SoC通信芯片对于成熟模块采用IP核复用的方式来加速项目研发进程,PCI Express及配套DMA控制器核模块主要完成片外主机与本地光电转换模块及片上系统存储器之间的数据传输,因此用户端接口模块的设计至关重要,同时也是此次论文设计主体部分,论文阐明了接口逻辑的设计方案、对端口时序进行描述、分析了核心代码及状态转移图,详细描述了模块实现的功能。最后,对整个PCI Express及DMA控制器核模块进行系统验证工作,通过对系统功能的验证来检验整个IP核设计的正确性。对于验证部分先对此次验证采用的方法及验证思路进行整体介绍,之后对项目中重要的测试用例、仿真数据及传输性能进行分析。通过验证结果可以看出与设计相吻合,通过对DMA搬运延迟及DMA响应延迟的数据分析,可以看出此种设计架构下PCI Express传输性能及带宽利用率得到有效提升。