高速串行接口RapidIO的设计与验证

发布时间：2017-05-17 18:30

  本文关键词：高速串行接口RapidIO的设计与验证，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在计算机和通信领域内由于嵌入式系统高效并且简洁,近年来发展比较迅猛,在消费类产品和通信产品中越来越趋于发展核心。但随着处理器总线的传送能力缓慢的发展速度往往无法满足较快发展的处理器的主频和性能。高性能的嵌入式系统对互连的芯片间信号的带宽的处理和所需成本、采用此互连的灵活性及可靠性的要求也不断的在提高,未来高性能的通信系统需要更高性能的传输总线,这些是传统总线完全不能达到的,互连总线的设计和制定问题成为了高速运算系统和信号处理系统的主要问题。为了解决此问题,出现了RapidIO系统互连总线技术,设计Rapid IO的目的就是针对将高性能的嵌入式系统芯片进行互连和板间互连。选择Rapid IO作为嵌入式系统互连的最佳方案是因为其具有外部引脚少、总线频率高、延迟低和可靠性高等特点,是未来发展的方向。本论文以此为研究背景,以RapidIO总线为研究基础,提出一种Rapid IO核的设计方案,并通过仿真工具对RapidIO核进行功能验证。论文的具体工作如下:首先,介绍RapidIO的发展背景,重点介绍RapidIO发展当前阶段的基础知识和技术现状。将RapidIO和传统总线进行对比指出研究Rapid IO的必要性,并阐明RapidIO的优势,满足了高性能计算机系统的要求,分析应用现状。然后,系统详细的介绍了Rapid IO协议规范。分析总线的传输协议,根据总线的传输特性划分接口功能模块,重点介绍基于RapidIO协议的接口IP核的设计,研究了RapidIO核的设计过程,本文所设计的RapidIO IP核支持对远端互连设备的访问,包含了Rapid IO协议规定的基本传输通道,根据规定的六种数据传输类型规范了Rapid IO各层的功能块接口。针对本文的设计,分析并采用相应的验证方法,完成验证平台的搭建工作。最后,根据搭建好的有效验证平台,以仿真软件为基础,验证IP核的功能。通过有效验证所设计的Rapid IO IP核,对结果进行了分析,表明了本文所实现的RapidIO IP核符合了协议所规定的要求。
【关键词】：嵌入式系统互连 RapidIO 三层结构 数据通路
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP334.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 RapidIO总线发展的背景14-15
• 1.2 RapidIO的技术优势15
• 1.3 RapidIO的发展前景及应用15
• 1.4 论文研究内容和结构安排15-16
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 论文结构安排16
• 1.5 本章小结16-18
• 第二章 RdpidIO协议介绍18-28
• 2.1 RapidIO规范概述18
• 2.2 RapidIO三层结构18-22
• 2.3 包结构22-25
• 2.4 包交换过程25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 RapidIO功能设计28-66
• 3.1 概述28-29
• 3.2 串行RapidIO IP核模块设计29-38
• 3.2.1 逻辑层设计29-31
• 3.2.2 缓冲层设计31-35
• 3.2.3 物理层设计35-36
• 3.2.4 寄存器模块设计36-38
• 3.3 串行RapidIO的数据通路38-64
• 3.3.1 维护操作访问配置空间40-47
• 3.3.2 远端访问本地存储器事务47-53
• 3.3.3 本地访问远端存储器事务53-60
• 3.3.4 门铃操作60-64
• 3.4 本章小结64-66
• 第四章 RapidIO的验证66-78
• 4.1 验证平台搭建66-71
• 4.1.1 验证平台概述66
• 4.1.2 模型描述66-68
• 4.1.3 激励产生器描述68-70
• 4.1.4 监控器描述70-71
• 4.2 验证结果分析71-76
• 4.2.1 维护操作71-72
• 4.2.2 NREAD和NWRITE操作72-73
• 4.2.3 NWRITE_R操作73-75
• 4.2.4 SWRITE操作75-76
• 4.2.5 DOORBELL操作76
• 4.3 本章小结76-78
• 第五章 结论与展望78-80
• 5.1 论文总结78
• 5.2 下一步工作展望78-80
• 参考文献80-82
• 致谢82-83

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本文编号：374201