32位高性能DMA控制器的VLSI实现

高性能的DMA控制器是诸如高端微处理器和媒体处理器等SoC片上通信架构的重要组成部分。该文提出了面向AMBA总线的高性能32位DMA控制器的VLSI实现，引入了双时钟域、同步复位门控时钟和握手信号路由阵列的设计。在SMIC 0.18μm的工艺下，可以达到180MHz的工作频率。应用于32位RISC处理器ALP3310中，与使用软件传输相比，AHB总线和APB总线的数据传输速度分别提高80.0%和26.7%。     

三种常用SoC片上总线的分析与比较

随着集成电路设计技术的发展,在片上系统(SoC)中,越来越多地使用各种功能IP核部件构成系统。总线是这些部件连接的主要方式,目前有数家公司和组织研发了多种面向SoC设计的总线系统。本文介绍SoC中常用的三种片上总线AMBA、Wishbone和Avalon,分析和比较其特性,并针对其不同的特点阐述其使用范围。     

一种基于芯片片内总线的DMA控制器芯片的设计与验证

通过对片内总线的研究和理解,为最大化发挥总线优势,将直接存储访问技术和ICB总线结合,设计了一种基于ICB总线的DMA控制器。通过软件仿真验证了该控制器的逻辑功能,仿真结果表明其能够正常稳定运行。     

基于AMBA总线的DMA控制器IP核设计与分析

介绍了一种设计基于AMBA总线的DMA控制器IP核的方法。用硬件描述语言(VHDL)来设计实现挂接在AMBA AHB总线上的DMA控制器,并通过可编程逻辑器件(FPGA)完成对设计的验证,最终形成可复用的IP软核,用到ASIC或FPGA中。     

MPEG-2解码芯片的AMBA总线和DMA控制器设计

MPEG-2是目前应用最广泛的数字音视频编码的国际标准,采用Top-Down 的方法,完成了MPEG-2解码系统芯片中的AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）总线和DMA（Direct Memory Access）控制器的RTL级代码设计,并搭建测试平台进行功能仿真,最后通过了FPGA的验证。测试结果表明该设计能够在150 MHz频率下工作,满足数字电视标清和高清的标准要求。     

SoC体系结构中AMBA总线的系统级设计

建立系统级模型在SoC体系结构设计过程中的意义。AMBA片上总线和它的时序及基于AMBA的SoC体系结构。简要说明了SoC系统级设计中的各抽象层次模型和建模语言Sys-temC。并以AMBA系统总线AHB为例,介绍了如何使用SystemC建立其非时序模型的方法。     

基于AMBA总线的SoC平台的设计和验证

SoC是大规模集成电路发展的必然趋势。完整的SoC平台包括硬件平台和软件平台,硬件平台上运行软件,软件平台又可以进一步验证硬件平台。本文设计了一个基于AMBA总线的SoC硬件平台,并以μClinux操作系统为基础构造软件平台。通过软硬件协同验证的方法,验证了平台的可靠性。该平台已在HDTVSoC设计中得到应用。     

应用于导航SoC的专用DMA的设计

卫星导航技术以及社会的快速发展使得高精度定位的需求越来越大.随着导航系统和频点的增加,导航模块中需要处理的数据量越来越大.通用DMA(Direct Memory Access)控制器无法完成大量通道的传输,采用中央处理器(CPU)传输需要占用CPU 大量的时间.应用于导航片上系统(SoC)的专用DMA支持全系统全频点的...     

一种新的SoC流水总线设计及性能分析

根据SOC系统几种关键因素对总线的影响,本文提出总线性能分析模型用于分析增加流水线级数与提升系统性能之间的关系。利用分析结果,我们设计出一种高效的SOC流水总线。通过与支持同样传输协议的总线的性能比较袁明,相对于传统的共享总线,该总线可以节省15％以上的总线时间。该总线已成功地用于一款百万门级32位S（C的设计。     

一种SD/MMC存储器启动方案在SoC中的设计与实现

本文通过分析嵌入式系统的启动过程,设计实现了基于SD/MMC存储卡的直接启动方案。该方案基于AMBA总线,采用硬件描述语言（Verilog HDL）实现SD/MMC启动控制器,利用EDA工具VCS进行仿真,Synplify进行综合,采用Altera公司的FPGA进行验证。全文从系统架构设计出发,详细介绍了启动过程的硬件设计和软件流程,最后给出仿真、综合和FPGA验证结果。     

AMBA总线SoC系统IP核的即插即用研究

提出一种按照OCP-IP协议将IP自动封装的方法。被OCP-IP协议封装的IP可以直接集成到带有OCP-IP接口的各种总线上。同时,设计了最常用的AMBA总线的OCP-IP接口,进而实现AMBA总线上OCP-IP核的即插即用功能,加快SoC系统的设计和验证。     

Qsys平台的SoC图像传输控制器设计

介绍了用Altera公司的CylconeV系列SoC芯片来实现图像传输控制的方法.512×640像素点的图像数据存储于该芯片PL侧的ROM中,通过FIFO缓存和AXI总线实现PL部分和PS部分的图像数据的交互.整个SoC系统的搭建基于Qsys平台,HPS侧在Linux嵌入式系统基础上开发应用程序,以读取文件数据的形式将像素点的数据通过以太网发送给上位机.上位机通过Matlab软件实现原始图像的恢复.     

支持动态可重构片上系统的高效通信模型

针对片上网络通信延迟大、不能有效支持动态可重构等问题,提出一种新的片上通信模型GNLB。该模型在网络通信的基础上引入局部通信的思想,采用网络DMA通信机制,并利用网络接口对通信的控制,实现对动态可重构的控制。实验结果表明,基于GNLB构架的系统比基于总线和Mesh结构的系统在性能上分别提升了25％和14％,在硬件资源消耗上分别节省了15．87％和30．15％。     

基于多层AHB架构的多核SoC设计

设计并实现一个基于多层AHB架构的多核异构片上系统。以ARM和DSP处理器为核心,对控制密集型任务和计算密集型任务进行合理分配并高效执行。采用分布式存储和共享存储相结合的存储器配置方案,保证数据完整性与程序并行性。利用基于多层AHB的开关矩阵结构,使不同主设备在不竞争同一个从设备时可并行访问总线。实验结果表明,该系统的资源消耗和延迟较小,可支持较大的网络带宽。     

一种基于体系结构模板的粗粒度可重构SoC设计方法

针对传统的面向应用领域的多核SoC体系结构设计方法存在系统结构探索空间大、设计复杂度高等问题,提出了一种基于体系结构模板的粗粒度可重构SoC系统架构设计方法。该设计方法以体系结构设计为中心,体系结构模板可重用、参数可配置,从而缩小了体系结构设计探索空间,提高了体系结构设计效率,降低了应用程序编译器开发复杂性。最后,以密码处理领域为例,将模板参数实例化,构建了一个面向密码处理领域的多核可重构指令集处理器SoC系统(Multi-RISP SoC)。实验结果表明,MultiRISP SoC系统与几个典型可重构平台在性能上相当,但系统构建更为快速高效。     

一款基于多处理器片上系统的动态自适应仲裁器

随着深亚微米工艺技术的发展,同一芯片上集成多个处理器得以实现.通信架构是多处理器片上系统的瓶颈,而高效的仲裁器可以解决多个处理器同时访问共享资源引起的冲突和竞争,从而防止系统性能的下降.提出一款算法简单的动态自适应仲裁器.它可以自动调节各个处理器占据的总线带宽,避免饥饿现象.基于多处理器仿真平台的实验结果显示它比传统的仲裁器减少了68%的任务完成时间,缩短了78%的总线等待时间,并且能更好地控制各处理器的总线带宽.     

专用SoC安全控制架构的研究与设计

针对专用SoC芯片的安全问题,在描述芯片威胁模型与部署模型的基础上,规划了芯片资源的安全等级,设计了芯片的工作状态及状态转移之间的约束条件和实现机制,给出了芯片运行时的安全工作流程。对芯片的安全性分析表明,所设计的芯片系统能够满足机密性、完整性和可信性的应用要求。     

手机智能卡高效可重用SoC验证平台设计

大规模系统芯片的设计必须依靠完整的验证来保证其正确性。高效、可重用的验证平台是必需的。该文采用便于调试的独特内存映射方式,将实时、多任务的VxWorks嵌入式操作系统应用于验证平台。该平台可对AMBAVIP的总线功能模型命令进行解释,实现测试用例的可重用。通过设计AHB总线到EC总线的桥接,实现验证平台对AMBA总线系统与EC总线系统的兼容。该平台在基于COS操作系统的手机智能卡芯片验证中得以应用。