soc片上總線綜述

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1、.SoC片上總線綜述作者：田澤,張怡浩??時間：2006-01-16簡???介：隨著以IP核復用為基礎的SoC設計技術的發(fā)展，工業(yè)界及研究組織積極從事相關IP互聯(lián)標準方案的制定工作，從目前的研究和發(fā)展看，影響力較大的有IBM公司的CoreConnect、ARM公司的AMBA和SilicoreCorp公司的Wishbone。基于現(xiàn)有IP互聯(lián)接口標準技術的發(fā)展現(xiàn)狀，本文對這三種SoC總線技術進行了詳細介紹。1引言傳統(tǒng)的IC設計方法已無法適應新的SoC設計要求，需要根本的變革，即從以功能設計為基礎的傳統(tǒng)IC設計流程轉變到以功能整

2、合為基礎的SoC設計全新流程。SoC設計以IP的設計復用和功能組裝、整合來完成。SoC設計的重點為系統(tǒng)功能的分析與劃分、軟硬件功能的劃分、IP的選擇與使用、多層次驗證環(huán)境和外界設計咨詢服務等。隨著以IP核復用為基礎的SoC設計技術的發(fā)展，如何有效地對眾多IP供應商提供IP核，在實際設計時進行有效互聯(lián)的問題日益受到重視。為了使IP核集成更快速、更方便，縮短進入市場的時間，迫切需要一種標準的互聯(lián)方案。在這一背景下產(chǎn)生的片上總線OCB（on-chipbus）技術，基于IP核互聯(lián)標準技術的發(fā)展，目前已形成較有影響力的三種總線標準為

3、：IBM公司的CoreConnect，ARM公司的AMBA(AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture)和SilicoreCorp公司的Wishbone。本文對這三種總線標準進行了詳細介紹。2CoreConnect總線CoreConnect擁有完備的一整套技術文檔，在技術上可行性較強。IBM公司的CoreConnect連接總線還提供了三種基本類型連接功能塊，即處理器內(nèi)部總線PLB(ProcessorLocalBus)、片上外圍總線OPB（On-ChipPeripheralBus）和設備控制

4、總線DCR（DeviceControlRegister）。CoreConnect總線的邏輯結構如圖1所示，它清楚地定義了所有的系統(tǒng)構成部件以及它們是如何連接的，下面分別介紹PLB、DCR和OPB的主要技術特征。...2.1PLBPLB標準是為總線傳輸?shù)闹饕l(fā)出者和接受者之間提供高帶寬、低延遲的連接。其主要特征為：●高性能處理器內(nèi)部總線；●交疊的讀和寫功能（最快每周期兩次傳輸）；●支持分段傳輸；●地址流水（減少延遲）；●讀和寫分開；●32～64位數(shù)據(jù)總線；●32位地址空間；●支持16～64字節(jié)突發(fā)傳輸模式；●支持字節(jié)使能（非

5、對準和3字節(jié)傳輸）；●支持仲裁、REQ、GNT和LOCK；●延遲和隱藏仲裁（減少延遲）；●4級仲裁優(yōu)先權；●特殊DMA（DirectMemoryAccess）模式，如快速的從內(nèi)存到內(nèi)存；●地址和數(shù)據(jù)狀態(tài)扼制（Addressanddataphasethrottling）；...●延遲計數(shù)器（保證保持延遲到預想的程度）。2.2OPBOPB標準為連接具有不同的總線寬度及時序要求的外設和內(nèi)存提供了一條途徑，并盡量減小對PLB性能的影響。其主要特性如下：●片上外圍總線；●多個主設備；●32位地址空間；●讀和寫數(shù)據(jù)總線分開；●8～32

6、位數(shù)據(jù)總線；●動態(tài)總線寬度；●支持重試模式（如果主設備要求的從設備忙，主設備隔一段時間再次請求）；●支持突發(fā)（burst）傳輸模式；●支持DMA；●設備可以是內(nèi)存映射（支持DMA）；●檢測總線超時功能（在仲裁器中）；●支持仲裁、REQ、GNT和LOCK。2.3DCR設備控制寄存器總線DCR是用來規(guī)范CPU通用寄存器設備，控制寄存器之間傳輸數(shù)據(jù)。DCR總線在內(nèi)存地址映射中取消了配置寄存器，減少取操作，增加處理器內(nèi)部總線的帶寬。其主要特征如下：●10位地址總線；●32位數(shù)據(jù)總線；●同步和異步的傳輸；●分布式結構。...Core

7、Connect是一套精心設計和構造完整、通用的解決方案，可以應用在類似于工作站這樣的高性能系統(tǒng)的連接，對于簡單的嵌入式應用來說可能有點太復雜，提供的許多特性無法用到，但可以適應于未來更龐大、更復雜的系統(tǒng)連接。3AMBA總線先進的微控制器總線體系結構AMBA規(guī)范定義了三種總線：（1）AHB（AdvancedHigh-performanceBus）：用于連接高性能系統(tǒng)模塊。它支持突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式及單個數(shù)據(jù)傳輸方式，所有時序參考同一個時鐘沿；（2）ASB（AdvancedSystemBus）：用于連接高性能系統(tǒng)模塊，它支持突發(fā)數(shù)

8、據(jù)傳輸模式；（3）APB（AdvancePeripheralBus）：是一個簡單接口支持低性能的外圍接口。一個典型的基于AMBA的微控制器同時集成AHB（或ASB）和APB接口，如圖2所示。ASB總線是舊版的系統(tǒng)的總線，而新版的AHB總線增強了對性能、綜合及時序驗證的支持。APB總線通常用作的局部的第二