基于ARM的PCI北桥设计与验证
发布时间：2020-11-11 20:56
PCI(Peripheral Component Interconnect)总线以其高性能、低成本、开放性、独立于处理器、软件透明等众多优点成为当今最流行的计算机局部总线。在嵌入式系统领域中,许多IP都是基于PCI总线设计的。本文阐述一种以ARM9作为CPU的嵌入式系统的PCI北桥设计与验证。 首先介绍基于ARM的嵌入式系统结构,并深入研究PCI2.2总线行为规范。在此基础上提出一种基于ARM处理器的PCI总线北桥的设计方案,整个设计主要分为主设备接口模块,目标设备接口模块,配置寄存器模块和集成总线仲裁器三大部分。对于主设备接口模块和目标设备接口模块,论文主要从数据通路和控制路径的实现两方面进行阐述。对于集成的总线仲裁器,设计采用两优先级的循环优先算法,通过一组设备编号寄存器实现了PCI总线上的仲裁,此外,论文对跨时钟域的信号同步和PCI配置寄存器也作了较为详细的描述,最终采用自顶向下的方法实现了整个设计。 在验证部分,引入了基于平台的验证思路,通过搭建验证平台,可以高效地实现验证。论文重点讨论了验证平台的搭建和行为模型的建立,并介绍了一种命令总线,通过打包各个验证点控制验证流程。此外,为提高验证的自动化程度,论文对验证所使用的脚本也进行了描述。通过此验证平台和脚本,提高了整个验证系统的可移植性和可重用性。 论文最终完成了PCI北桥的RTL级的功能描述,并使用仿真软件完成对设计的仿真验证。设计通过验证并成功实现在基于ARM的集成处理器,达到预定的功能设计要求,并具有良好的性能,最后对后续开发进行了探讨。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TP336
【部分图文】：
不能同时有对它的写操作。5 地址映射的实现对于 FIFO 型目标接口和寄存器型目标接口中地址解码器的实现，本设了地址翻译转换机制，增加了系统地址分配映射的灵活性。以 FIFO 型为例，在最初 PCI 系统分配地址时，FIFO 型的目标接口被分配到某一段。所有来自 PCI 总线其它主设备的访问，地址如果落入该地址区内，P就可以通过该目标接口访问到挂接其上的本地资源如本地的存储器。由也可以工作在本地的系统中，具有本地系统分配给自己的地址范围，如 PCI 系统中，PCI 主设备和本地的处理器对存储器的地址分配不一致，存储器必须对两个地址空间做出正确响应。设计中引入地址翻译，将 PCI 上总线地址转换为本地的地址。FIFO 型目基地址由配置空间的基地址寄存器（fifo_target_bar）给出，增加一个地存器（local_bar）来指出地址翻译窗口的大小和翻译后地址的所在（即）。图 4.11 给出了地址翻译的过程。
图 5.3 本地主设备对 PCI 总线从设备 memory 写图 5.3 为 PCI 北桥作为主设备时发出的 memory 写操作时序，从图中可以看出，本地主设备 CCU 端设定写长度为 1 个双字，并发出写命令（ccu_pci_cmd 为4’h7 ），从设备地址（ ccu_pci_a 为 32’h7ffd_ff04 ）和写数据（ ccu_pci_wd 为32’hee56_0101）。PCI 总线传输数据时，AD 总线上先后传输寻址地址和写数据。
图 5.3 本地主设备对 PCI 总线从设备 memory 写图 5.3 为 PCI 北桥作为主设备时发出的 memory 写操作时序，从图中可以看出，本地主设备 CCU 端设定写长度为 1 个双字，并发出写命令（ccu_pci_cmd 为4’h7 ），从设备地址（ ccu_pci_a 为 32’h7ffd_ff04 ）和写数据（ ccu_pci_wd 为32’hee56_0101）。PCI 总线传输数据时，AD 总线上先后传输寻址地址和写数据。
【引证文献】
本文编号：2879730
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TP336
【部分图文】：
不能同时有对它的写操作。5 地址映射的实现对于 FIFO 型目标接口和寄存器型目标接口中地址解码器的实现，本设了地址翻译转换机制，增加了系统地址分配映射的灵活性。以 FIFO 型为例，在最初 PCI 系统分配地址时，FIFO 型的目标接口被分配到某一段。所有来自 PCI 总线其它主设备的访问，地址如果落入该地址区内，P就可以通过该目标接口访问到挂接其上的本地资源如本地的存储器。由也可以工作在本地的系统中，具有本地系统分配给自己的地址范围，如 PCI 系统中，PCI 主设备和本地的处理器对存储器的地址分配不一致，存储器必须对两个地址空间做出正确响应。设计中引入地址翻译，将 PCI 上总线地址转换为本地的地址。FIFO 型目基地址由配置空间的基地址寄存器（fifo_target_bar）给出，增加一个地存器（local_bar）来指出地址翻译窗口的大小和翻译后地址的所在（即）。图 4.11 给出了地址翻译的过程。
图 5.3 本地主设备对 PCI 总线从设备 memory 写图 5.3 为 PCI 北桥作为主设备时发出的 memory 写操作时序，从图中可以看出，本地主设备 CCU 端设定写长度为 1 个双字，并发出写命令（ccu_pci_cmd 为4’h7 ），从设备地址（ ccu_pci_a 为 32’h7ffd_ff04 ）和写数据（ ccu_pci_wd 为32’hee56_0101）。PCI 总线传输数据时，AD 总线上先后传输寻址地址和写数据。
图 5.3 本地主设备对 PCI 总线从设备 memory 写图 5.3 为 PCI 北桥作为主设备时发出的 memory 写操作时序，从图中可以看出，本地主设备 CCU 端设定写长度为 1 个双字，并发出写命令（ccu_pci_cmd 为4’h7 ），从设备地址（ ccu_pci_a 为 32’h7ffd_ff04 ）和写数据（ ccu_pci_wd 为32’hee56_0101）。PCI 总线传输数据时，AD 总线上先后传输寻址地址和写数据。
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 程丽娟;基于ARM的嵌入式视频监控系统的研究与设计[D];内蒙古科技大学;2012年
本文编号：2879730
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