近年来,ARM嵌入式系统不断发展,已经应用到大数据库、图像处理、科学计算、网络服务等各个领域,而片上可编程系统芯片(System on a Programmable Chip,SoPC)的出现更是使得嵌入式系统性能不断提高,处理能力越来越强,IP核复用技术也越来越重要。与此同时,系统中的数据交互量大大提高,系统存储器和外部设备之间的数据交互不仅数据量极大而且对数据传输速度的要求越来越高。在这个过程中,需要进行大量且频繁的读出或写入操作,因此对系统的数据传输能力提出了更高的要求,数据传输的能力也逐渐成为决定整个系统性能的关键性因素之一。本文基于Zynq 7000 SoPC平台,在分析AXI总线接口和DMA工作原理的基础上,设计并实现四种适合不同应用环境的高速数据传输方案,并将各个方案封装成可复用的IP核:(1)Linux OS下基于AXI-HP DMA传输(2)基于AXI-HP DMA裸机传输(3)基于AXI-HP CDMA裸机传输(4)基于AXI-ACP CDMA裸机传输。本文首先介绍了SoPC平台和DMA技术的研究意义及发展现状;然后介绍Zynq开发平台和开发环境,针对本课题研究内容,对AXI总线协议和DMA技术,特别是Zynq开发平台的AXI接口和DMA进行详细的分析,给出四种数据传输整体方案,概述各方案的原理、优缺点以及适合的应用场景;接着将这四种方案分为硬件与软件两个部分,详细说明其硬件和驱动实现,硬件部分重点在于设计各方案的可编程逻辑部分,分析各方案在互联结构、数据通路以及逻辑资源占用等方面的差异与优缺,软件部分重点在于完成DMA驱动程序,并分析在有无Linux操作系统、互连接口不同、DMA类型不同的情况下,各个方案的软件设计复杂度、数据通路等方面的差异;最后设计验证方案,搭建验证平台,测试上行数据通路,验证各方案中数据传输的正确性与可靠性,测试各个方案的数据传输速率,并进行分析与总结。经验证,本文设计并实现的四种数据传输方案均能完成外设和系统存储器之间的数据传输,并达到较好的数据传输效果,具有良好的工程应用价值。