多端口总线研究

发布时间：2020-07-01 16:15

【摘要】： 随着大规模集成电路和半导体工艺的发展,片上系统越来越广泛地被应用到各个领域。在经典的系统设计方法中,从设备与处理器的连接主要是在板级,现在很大一部分都集成到了芯片内部,这样可以避免许多PCB设计的缺点,比如减少系统功耗,达到轻薄化、低价化的目的。但是整个芯片的规模和复杂度日益增大,对芯片设计人员的要求也随之提高,系统设计人员面临了许多新的问题。解决这些问题的关键是必须要有合适的片上总线结构。 本文首先介绍了片上总线技术的现状,主要讨论了两种主要的片上总线结构,即ARM公司的AMBA总线和IBM公司的CoreConnect总线。比较了两种总线主要控制信号的作用及基本工作原理。两种总线的总体性能主要由各自的高速片上总线AHB总线和PLB总线决定,因此本文重点对这两种高速片上总线做了全面深入的对比,分析了各自的特点、应用范围和不足之处。 在此基础上,以CoreConnect总线构架为基础,针对特定的应用需求,首次提出了针对PLB总线的两种改进方案:一种是简化型的总线构架,其主要特点是在特定传输模式的条件下达到简化操作降低功耗的目的;另一种是在原有总线构架的基础上增加若干状态信号线,主要特点是使从设备具有请求数据操作的功能。 最后,本文还探讨了片上总线的发展趋势即标准化、简单化、网络化。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP336
【图文】：

个主设备使用 HBUSREQx 信号提出总线申请，仲裁单元在时钟的，然后使用一个内部的优先权机制来决定哪一个主设备可以获得的使用权。常情况下，当一个传输将要完成时，仲裁单元会把总线的使用权备，但是如果需要的话，仲裁单元也可以中断先前的传输而允许主设备来使用总线。如果正在使用总线的主设备锁定总线的使用信号以告诉总线的仲裁单元不能把总线的使用权授予其他端口。果一个主设备在传输的过程中丢失了对总线的控制权，那么它REQx 重新提出总线申请以获得总线的使用权。对于一个未定义传，它必须不断的提出总线申请直到它的最后一个传输开始。某些情况下，主设备不提出总线申请已有可能被授予总线的使用许会发生在没有任何一个主设备使用总线的情况下，这时仲裁单用权错误的授予某个主设备。因此，为了避免上述错误的发生，不对总线提出使用申请，它应该设置 HTRANS 信号的相应位来表。

北京交通大学硕士学位论文 AMBA 总线结构14图2.5 简单无等待状态的数据传输图Fig.2.5 Simple data transmission with no wait status chart如图2.5所示，数据的传输过程描述如下：1、在HCLK信号的上升沿，主设备在总线上载入地址和控制信号；2、从设备在下一个时钟的上升沿载入地址和控制信息；3、当从设备载入地址和控制信息后会反馈适当的响应信号，主设备会在第三个时钟的上升沿载入相关的信息；以上举例说明传输的数据阶段和地址阶段怎样发生在不同的时钟周期，实际上，任何传输的地址阶段都发生在上一传输的数据阶段，这种数据和地址的重叠对于总线的流水线操作是必不可少的，为总线的高性能提供了保证。实际上，在任何传输的过程中，当一个时钟周期不足以完成传输的情况下，从设备也可以插入若干个等待状态

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 刘培彦;基于分离传输的网络处理器片上总线设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年

2 范勇;多处理器片上系统高性能总线互联关键技术研究[D];西安电子科技大学;2012年

本文编号：2736994