M-DSP的PCI Express系统互连设计与实现

发布时间：2017-06-06 10:20

  本文关键词：M-DSP的PCI Express系统互连设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：M-DSP是我校自主研发的高性能DSP芯片,具有多个处理内核,工作频率可达1GHz,具有很强的数据处理能力,对系统的数据传输带宽要求非常高,因此实现数据在DSP芯片与外部设备之间的高效、快捷传输是发挥芯片强大运算能力、提升芯片整体品质的关键。本文采用PCI Express实现了M-DSP内核与片外设备的高速互连,满足了高效、快捷的数据传输要求。主要工作内容具体如下:1.详细了解M-DSP处理器体系结构,分析M-DSP处理器的片外互连需求。深入研究串行PCI Express协议以及部件之间的各类接口协议,根据接口协议和设计需求,设计了M-DSP片上PCI Express系统互连的基本结构。2.设计AXI接口与片内互连网络的Cross Net数据接口之间的数据转接桥、DBI接口与片内互连网络的Cross Net配置接口之间的配置转接桥,实现PCI Express控制器与M-DSP总线系统不同协议和时钟域之间高效对接;设计配置通道、数据通道,时钟和复位网络、中断机制,完成PCI Express系统互连设计;并设计低功耗管理机制。扩展了工作模式、适用范围,提升了芯片效能比。3.分别构建模块级和系统级验证环境,通过功能点和覆盖率驱动验证了PCI Express系统各个模块的正确性;检验了PCI Express系统和内核协调工作的完备性。最后使用DC综合工具在40nm工艺下对PCI Express顶层模块进行逻辑综合,结果表明本课题设计的PCI Express互连结构能够满足M-DSP芯片的性能、面积和功耗等需求。
【关键词】：串行PCI Express AXI接口 高速互连 转接桥
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题研究背景12-15
• 1.1.1 DSP的发展概述12-13
• 1.1.2 总线的发展概述13-15
• 1.2 PCI Express总线技术发展15-17
• 1.2.1 PCI总线15-16
• 1.2.2 PCI-X总线16
• 1.2.3 PCI Express总线16-17
• 1.3 本文的主要工作17-18
• 1.4 本文的总体架构18-19
• 第二章 PCI Express系统互连结构分析19-30
• 2.1 M-DSP的互连需求19-20
• 2.1.1 M-DSP体系结构19-20
• 2.1.2 M-DSP对PCI Express的设计需求20
• 2.2 PCI Express概述20-23
• 2.2.1 PCI Express的体系结构20-21
• 2.2.2 PCI Express的协议层21-23
• 2.3 AXI协议23-25
• 2.4 DBI协议25
• 2.5 Cross Net接口25-28
• 2.5.1 数据接口协议26-27
• 2.5.2 配置接口协议27-28
• 2.6 PIPE接口概述28-30
• 第三章 PCI Express系统互连设计30-58
• 3.1 总体结构30-32
• 3.1.1 转接桥30-31
• 3.1.2 PCI Express控制器和PCS/PHY31-32
• 3.2 配置通道设计32-34
• 3.2.1 配置桥模块结构32-33
• 3.2.2 两级锁存同步处理33-34
• 3.3 数据通道设计34-42
• 3.3.1 同步FIFO的设计36-37
• 3.3.2 异步FIFO的设计37-39
• 3.3.3 数据桥模块结构39-42
• 3.4 时钟和复位网络设计42-46
• 3.4.1 时钟网络设计43-45
• 3.4.2 复位网络设计45-46
• 3.5 中断设计46-51
• 3.5.1 EP模式下的中断产生47-50
• 3.5.2 RC模式下中断接收50-51
• 3.5.3 RC模式下中断产生51
• 3.6 低功耗电源管理实现51-58
• 3.6.1 设备功能状态52-54
• 3.6.2 链路电源状态54-58
• 第四章 功能验证与综合58-78
• 4.1 验证的层次和方法58-60
• 4.2 PCI Express模块级验证60-64
• 4.2.1 转接桥的模块级验证61-62
• 4.2.2 控制器功能的验证62-63
• 4.2.3 模块级验证结果63-64
• 4.3 PCI Express系统级验证64-71
• 4.3.1 系统验证环境65-68
• 4.3.2 系统验证结果68-71
• 4.4 PCI Express的综合71-75
• 4.4.1 综合流程71-73
• 4.4.2 综合约束设计73-74
• 4.4.3 综合结果74-75
• 4.5 传输性能分析75-78
• 4.5.1 带宽计算75
• 4.5.2 转接桥带宽75-76
• 4.5.3 PCI Express系统性能76-78
• 第五章 结束语78-80
• 5.1 工作总结78
• 5.2 工作展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-83
• 作者在学期间取得的学术成果83

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 晓文;投资回报丰厚系统互连的协同设计[J];中国集成电路;2004年06期

2 段丽斌;吴世忠;智少游;;计算机系统互连互通发展的新动向——国家及联合团体的互连体系评述[J];通信技术;1992年03期

3 刘顺佳;;一种用于系统互连的实时自主同步串行总线[J];微处理机;2014年01期

4 范红兵;美国网络系统互连互通协议的演变[J];通信技术与发展;1996年06期

5 彤;;腾华半导体推系统互连新方案[J];电子设计应用;2007年11期

6 ;Cadence Allegro系统互连设计平台[J];电子产品世界;2007年03期

7 任骊平 ,陈王骞;多DSP系统互连方案分析[J];电子技术应用;2002年04期

8 谢斌,刘寿之;基于 TCP/IP 协议下的异种计算机系统互连[J];华南理工大学学报(自然科学版);1998年04期

9 刘燕,徐炜遐,杨晓东;流水通道──一种高速的MPP系统互连[J];计算机学报;1998年11期

10 贾春娟;基于CORBA的分布式电力信息系统互连方案[J];华北电力技术;2000年09期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 李德荣;王绍斌;胡磊;;一种改进的WLAN与3GPP系统互连框架[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;腾华与Enea携手推出新服务[N];中国电脑教育报;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 廖健;M-DSP的PCI Express系统互连设计与实现[D];国防科学技术大学;2015年

2 王绍芹;电力企业自动化系统互连[D];山东大学;2009年

3 陈永光;RTL层次之系统互连线及系统电路的软件自动化验证方法研究[D];电子科技大学;2012年

  本文关键词：M-DSP的PCI Express系统互连设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：426095