面向SoC应用的AXI总线设计

发布时间：2017-05-29 00:10

  本文关键词：面向SoC应用的AXI总线设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着芯片的集成度越来越高，传统的设计方法已经不能满足芯片设计的要求。SoC以其集成度高、体积小、功耗少、可靠性好等优点得到了越来越广泛地应用。IP核复用在SoC设计中是一项关键技术。片上总线实现IP核之间的连接并完成IP核之间的通信。ARM公司的AMBA总线由于其高性能及ARM处理器的广泛应用，获得了众多的支持。 本文旨在设计AMBA3.0规范中的AXI总线IP，用于多核SoC实现片上多核之间的相互通信。文中对AXI协议进行了深入的分析，通过SAMD方式构建主从设备与总线间的互连系统。主设备通过接口发送读写请求，，仲裁器根据优先级选择相应的主设备占用总线并将其信息发送到总线上，Decoder解析地址并通过Router将地址及控制信息传输到相应的从设备。随后主设备或从设备做出相关的响应。同时设计了容错模块，用于处理总线系统中出现的传输错误。 本课题在仿真过程中，首先对整体进行了规划，研究仿真原理，制定验证方案。提出了基于BFM的测试平台。设计了主设备模型和从设备模型。主从设备产生符合AXI总线协议的行为，发送控制信号与数据信号到总线上，观测产生的响应是否正确。在仿真过程中，通过查看波形及寄存器文件对设计进行调试与验证。仿真结果表明，本文所设计的AXI总线功能正确，满足系统要求。同时，经过40nm工艺的FPGA综合实现，其最高工作频率能达到165MHz。 本设计根据AXI总线协议设计标准的AXI总线接口，易于扩展到更多主设备上，实现了AXI总线IP核的复用。
【关键词】：SoC AMBA AXI BFM
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP336
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 发展以及研究现状10-15
• 1.2.1 ARM 的 AMBA 总线10-11
• 1.2.2 IBM 的 CoreConnect 总线11-12
• 1.2.3 Silicore Corp 的 Wishbone 总线12-13
• 1.2.4 Altera 的 Avalon 总线13-15
• 1.3 课题研究的目的15
• 1.4 课题的主要研究内容15-17
• 第2章 AXI 总线协议概述17-29
• 2.1 AXI 总线通道结构17-20
• 2.1.1 AXI 总线读写通道概述17-19
• 2.1.2 AXI 总线基本读写操作19-20
• 2.2 AXI 总线通道信号描述20-25
• 2.3 AXI 通道握手协议25-27
• 2.4 AXI 总线的基本特点27-29
• 第3章 AXI 总线的设计29-45
• 3.1 AXI 总线互连结构29-34
• 3.1.1 AXI 总线 SASD 互连30-31
• 3.1.2 AXI 总线 MAMD 互连31-32
• 3.1.3 AXI 总线 SAMD 互连32-34
• 3.2 AXI 总线仲裁器设计34-38
• 3.3 AXI 总线设计38-45
• 3.3.1 AXI 总线总体结构设计38-39
• 3.3.2 AXI 总线 Decoder39-41
• 3.3.3 AXI 总线 ID41-42
• 3.3.4 AXI 总线 Router42-43
• 3.3.5 AXI 防止死锁的设计43
• 3.3.6 AXI 总线的容错设计43-45
• 第4章 AXI 总线的仿真验证45-59
• 4.1 验证原理45-46
• 4.2 测试平台的搭建46-50
• 4.2.1 总线功能模型 BFM46-47
• 4.2.2 BFM-主设备的设计47-49
• 4.2.3 BFM-从设备的设计49-50
• 4.3 测试方案及要求50-51
• 4.4 读通道的测试验证51-54
• 4.5 写通道的测试验证54-58
• 4.6 验证结果分析58-59
• 第5章 总结与展望59-61
• 5.1 总结59-60
• 5.2 展望60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李乙成,周祖成,陈尚松;SoC片上总线技术的研究[J];半导体技术;2003年02期

2 李瑞 ,张春元 ,罗莉;三种常用SoC片上总线的分析与比较[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年02期

3 吴睿振;杨银堂;张丽;陆锋雷;;一种基于权重与轮询的双层仲裁算法[J];电子与信息学报;2013年12期

4 闫瑾;;SOC技术与发展预测[J];信息技术;2011年09期

5 张丽媛,章军,陈新华;三种SoC片上总线的分析与比较[J];山东科技大学学报(自然科学版);2005年02期

6 侯秋菊;沈海华;;IP可重用的AMBA AXI总线验证平台设计与实现[J];计算机工程与设计;2008年07期

7 陈智存;熊炼;;新型通用SOC验证平台的设计研究[J];山西电子技术;2013年04期

8 蒋周良;权进国;林孝康;;AMBA总线新一代标准AXI分析和应用[J];微计算机信息;2006年29期

9 李耀荣;王兴军;梁利平;;SOC总线仲裁算法的研究[J];微计算机信息;2007年17期

10 高正立;曹奇英;;轮询机制在无线数据采集协议中的应用[J];微计算机信息;2010年19期

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本文编号：403758