基于APB总线的SPI接口IP核的设计与验证

发布时间：2017-06-02 13:02

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【摘要】：SOC技术经过快速的发展,显然已成为IC设计的核心技术。作为SOC技术基础的IP复用技术和片上总线技术得到了业界的广泛关注。特别是ARM公司的AMBA总线功能强大、使用方便,得到了很多第三方的支持,应用前景广阔。此外,由于SPI总线协议是目前比较常用的简单高效的串行通信协议,具有同步、高速、全双工的特点,SPI接口可以使微处理器与各种外围设备进行数据交换,在SPI主机的串行时钟下,数据按高位在前,低位在后传输,其在低速外部设备中应用广泛。我国的SOC设计很大一部分是采用国外大公司的IP核,其价格非常贵。因此,设计我们自己的IP核,掌握IP核的各种设计技术很有意义。本论文首先详细介绍了AMBA和SPI两种总线协议。根据SPI协议和时序设计了接口架构。在此基础上,按照自顶向下的设计思路,用可综合的硬件描述语言设计了一种能够挂载到APB总线上的SPI IP核以及对各模块的功能进行详细的说明。相对于其它论文设计的IP,本文设计的IP具有占用逻辑资源少,功能完备的特点而且方便对接口处理用于挂载到其它总线上。编写了测试案例和搭建了测试平台对RTL代码进行了功能仿真和FPGA验证。通过一系列的仿真和验证,本文所设计的模块功能正确,结构简单且占用逻辑资源较少,达到了预期的设计目的。利用DC综合软件对基于SMIC 0.13μm工艺库对所设计的IP模块进行了逻辑综合,得到了面积、时序、功耗的报告。最后,完成了该IP核版图的布局布线等工作。
【关键词】：SOC APB SPI IP核
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN402;TP336
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 第一章 绪论6-10
• 1.1 课题研究背景6-7
• 1.2 课题研究意义7-8
• 1.3 论文的主要工作8-9
• 1.4 论文的结构安排9-10
• 第二章 SOC设计技术10-16
• 2.1 SOC概念和特点10-13
• 2.1.1 SOC的概念及应用10
• 2.1.2 SOC设计流程及特点10-13
• 2.2 IP核复用技术13-15
• 2.2.1 IP核的概念13-14
• 2.2.2 IP复用技术的优点14
• 2.2.3 IP核设计方法14-15
• 2.3 本章小结15-16
• 第三章 AMBA总线和SPI接.协议研究16-25
• 3.1 AMBA总线16-22
• 3.1.1 ASB总线17-18
• 3.1.2 AHB总线18
• 3.1.3 APB总线18-22
• 3.2 SPI协议22-24
• 3.2.1 SPI接23
• 3.2.2 SPI工作模式23
• 3.2.3 SPI传输模式23-24
• 3.3 本章小结24-25
• 第四章 APB总线接. IP核设计25-36
• 4.1 设计目标25
• 4.2 设计架构图25-26
• 4.3 接.模块设计26-33
• 4.3.1 接.定义26-27
• 4.3.2 顶层模块设计27-28
• 4.3.3 APB从机控制模块设计28-29
• 4.3.4 SPI主机传输模块设计29-33
• 4.4 寄存器组单元33-35
• 4.5 本章小结35-36
• 第五章 接. IP核仿真与验证36-49
• 5.1 验证方法36
• 5.1.1 验证概述36
• 5.2 功能验证36-44
• 5.3 FPGA验证44-48
• 5.3.1 FPGA验证概述44
• 5.3.2 FPGA验证流程44-47
• 5.3.3 FPGA验证平台47-48
• 5.4 本章小结48-49
• 第六章 综合和版图49-58
• 6.1 综合概述49-54
• 6.1.1 综合工具50-51
• 6.1.2 综合过程51-52
• 6.1.3 综合约束条件52-54
• 6.2 版图54-57
• 6.2.1 版图设计概述54-55
• 6.2.2 版图设计工具55
• 6.2.3 版图设计流程55-57
• 6.3 本章小节57-58
• 第七章 总结与展望58-60
• 7.1 总结58-59
• 7.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-63
• 附录63-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 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

2 方承志;李元;李明栋;;用于嵌入式系统多路SPI Master接口设计[J];电子测量技术;2004年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 何伟;SoC平台的片上总线设计及IP核集成技术研究[D];合肥工业大学;2007年

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本文编号：415356