基于AMBA2.0的AHB Matrix总线架构设计

发布时间：2023-07-30 16:34

　　片上系统(SoC,System on Chip)广泛应用于各类电子设备中。为了降低风险、加快设计进程,SoC设计普遍采用片上总线复用IP(Intellectual Property,知识产权)的设计方式,因此片上总线成为决定SoC性能的关键因素。由于总线上主从设备数量的快速增长,传统总线结构难以满足高速设备对吞吐率和访问延迟的要求,制约了 SoC系统性能的进一步提升。为了解决这一问题,本文在AMBA2.0中AHB总线协议的基础上,通过将主机侧集中仲裁改为从机侧分布仲裁,拆分功能模块,使每台主从设备拥有独立互联模块的方法,利用Verilog设计出一种具有并行传输机制的新型总线架构——AHB Bus Matrix(AHB总线矩阵)。在分析AMBA2.0和AMBA3.0协议的基础上,定义AHB总线矩阵的功能,完成了整体架构和微架构设计。最后,在完成代码设计的基础上,实现代码参数化,并使用Python编写总线代码生成工具,该工具可根据不同应用需求生成AHB总线矩阵代码。在验证过程中,首先使用SystemVerilog编写总线功能模型,搭建验证环境。经过功能仿真,验证所设计总线的单次读写、增量读...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 AMBA协议研究情况
        1.2.2 片上总线仲裁研究情况
        1.2.3 片上总线和片上网络的比较
    1.3 研究课题来源及研究意义
    1.4 论文组织结构
2 AHB总线概述
    2.1 AHB总线系统结构
        2.1.1 总线简介
        2.1.2 总线结构
        2.1.3 使用缺陷
    2.2 AHB-Lite总线结构
        2.2.1 总线简介
        2.2.2 总线结构
        2.2.3 使用缺陷
    2.3 总线传输原理
        2.3.1 基本传输
        2.3.2 突发传输
    2.4 本章小结
3 AHB总线矩阵系统
    3.1 AHB总线矩阵系统设计思路
    3.2 总线架构设计
    3.3 总线微架构设计
        3.3.1 地址译码模块
        3.3.2 状态机控制模块
        3.3.3 信号寄存模块
        3.3.4 主设备多路模块
        3.3.5 从设备多路模块
        3.3.6 仲裁模块
    3.4 参数化设计
    3.5 本章小结
4 总线系统验证环境
    4.1 总线功能模型
    4.2 总线矩阵仿真结构
    4.3 比对模型仿真结构
    4.4 验证策略
    4.5 本章小结
5 仿真与结果分析
    5.1 AHB总线矩阵系统基本功能
        5.1.1 基本读写
        5.1.2 增量读写
        5.1.3 回环读写
    5.2 性能指标分析
        5.2.1 访问时间
        5.2.2 吞吐量
        5.2.3 面积
    5.3 本章小结
6 总结与展望
致谢
参考文献
附录
在校学习期间所发表的论文、专利、获奖及社会评价等



本文编号：3837827