32位DSP高性能串行接口的设计与实现

发布时间：2020-10-11 07:28

　　 随着DSP芯片性价比的不断提高和开发手段的不断丰富,DSP已经在社会生活的各个领域得到了广泛的应用。我校自主设计的YHFT-DSPx是一款高性能32位DSP,主频可达300MHz。本文设计和实现的高性能串行接口是该DSP与片外串行设备进行数据通信的重要接口,也是各种新型DSP芯片必不可少的片上外设部件。 本课题基于0.13um CMOS工艺,采用半定制的设计流程,对该串行接口部件进行了全面的逻辑设计和验证,并完成了逻辑综合和后仿真的任务。论文研究的主要内容和工作成果包括以下几个方面: 根据串口的功能需求,设计了该部件总体结构,并完成了各个功能模块的详细设计。 搭建了该部件的验证平台,对设计的串口部件进行了全面的系统级验证。验证结果表明该串行接口部件完全满足功能计划要求,较高的覆盖率也说明了验证的充分性。 串口设计中采用了异步FIFO缓冲机制等跨时钟域设计技术,解决了串口工作时异步信号处理及时钟切换设计难点。另外该串口全面支持32位数据通信,还实现了对多种串行通信模式和协议的支持,所设计串口的功能非常强大。 对设计进行综合优化,从工具优化到代码优化,对串口逻辑路径进行了最大程度的优化,结果表明串口性能满足YHFT-DSPx系统的时序要求。在布局布线插入时钟树后,对逻辑网表进行了后仿真,并配合后端设计人员对串口的开关参数进行了调试,亦达到目标要求。 经后仿模拟以及实际YHFT-DSPx处理器投片芯片测试,串口接口部件功能正确,传输速率最高可达100Mbps,完全达到了多功能和高速度设计要求。
【学位单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TP368.12
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 业界串行通信
        1.2.1 串口通信及发展现状
        1.2.2 与高性能串口接口的串行设备
    1.3 文章组织结构
    1.4 本章小结
第二章 总体结构设计概述
    2.1 设计需求分析
        2.1.1 外部接口分析
        2.1.2 内部接口DMA
    2.2 功能模块划分
    2.3 接口设计与定义
    2.4 本章小结
第三章 串口功能模块设计
    3.1 时钟帧同步产生模块
        3.1.1 采样率发生器的设计
        3.1.2 时钟帧同步产生
    3.2 地址译码和读寄存器模块
    3.3 发送模块
        3.3.1 数据通路设计
        3.3.2 控制通路设计
    3.4 接收模块
        3.4.1 数据通路设计
        3.4.2 控制通路设计
    3.5 对数压缩解压及符号扩展模块
        3.5.1 对数压缩解压
        3.5.2 符号扩展功能
    3.6 中断同步事件的产生
    3.7 SPI协议的实现
    3.8 多通道控制逻辑设计
    3.9 异步信号的处理
        3.9.1 慢时钟域下的控制信号进入快时钟域
        3.9.2 快时钟域下的控制信号进入慢时钟域
        3.9.3 总线信号的同步
    3.10 本章小结
第四章 功能验证
    4.1 验证计划
    4.2 验证平台的搭建
        4.2.1 测试系统结构
        4.2.2 测试代码结构
        4.2.3 功能验证和时序验证
    4.3 验证的自动化
    4.4 验证过程及质量
    4.5 本章小结
第五章 逻辑综合与后仿接口参数调整
    5.1 综合策略与结果分析
        5.1.1 综合方法与策略
        5.1.2 结果分析及优化
    5.2 接口参数调整
    5.3 本章小结
第六章 结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果

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本文编号：2836278