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。     

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。     

SOC片上总线综述

在基于IP复用的SoC设计中,片上总线设计是最关键的问题。片上总线提供了IP互联的接口标准．简化了SOC的设计。本文介绍了目前SoC设计中常用的五种片上总线标准,即CoreConnect总线、AMBA总线、Avalon总线、Wishbone总线和OCP总线,分析和比较了它们的特性,并在此基础上阐述其应用领域。     

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。     

基于总线访问的片上调试方法研究

支持片上在线调试是嵌入式SoC设计目标之一;现有的片上调试系统多基于扫描链技术,SoC系统的功能设计和调试设计必须同步,这种紧耦合的设计方法移植性差、通用性弱,与SoC系统IP复用的理念不符;基于此,提出了一种基于片上标准总线的SoC在线调试方法,该方法引入调试主设备的概念,复用片上总线传输实时调试数据,实现了对SOC外围IP的在线调试,同时通过引入调试支持单元和调试处理模块实现了对处理器主设备的总线访问调试;该方法适用于以标准总线结构互联的SOC系统,具有适用性广、调试功能丰富、调试接口多样、调试效率高等优点;该方法在以SPARC处理器为处理核心、AMBA总线为互联的SoC系统中进行了实现和在线调试验证,实验表明满足SoC的调试需求。     

USB OTG IP核中AMBA总线接口的设计

AMBA总线接口是USB OTG IP核中用于与外部MCU进行数据通信的接口。在完成USB OTG IP核系统框架设计并充分分析AMBA总线规范的基础上,提出AMBA总线控制状态机的实现方法,完成AMBA总线接口的设计,通过基于Xilinx FPGA验证,仿真实验结果证明设计的正确性,可用于包含USB功能的SoC开发中。     

IP可重用的AMBA AXI总线验证平台设计与实现

总线结构和互联是SoC设计的核心,因此基于总线的验证成为SoC功能验证的重点和难点.针对AMBA AXI总线的特点以及验证平台可重用性的要求,提出了一种基于IP可重用的,层次化的AMBA AXI总线协议的验证架构,并给出了该架构下激励生成、自检测及覆盖率分析机制.实验结果表明,该架构适用于各种基于AXI总线结构的IP和SoC的验证,能达到较理想的覆盖率,并且具有很好的收敛性.     

MV1O微处理器与APB总线的接口设计

微处理器芯片MV10是一款带有PWM、ADC、CAN等功能的汽车电子专用微处理器,主要用于汽车车身的控制;APB总线是AMBA总线中的低速总线,主要负责连接低速外设;用Verilog硬件语言实现的一个MV10与APB总线的RTL级接口设计,使MV10成为一个AMBA系统的低速外设;为验证设计,搭建了一个以ARM9为主处理器的AMBA系统;在系统的构建中,MV10分割一些独立的操作并编号,然后ARM就能通过AMBA总线发送合适的任务号给MV10执行相应的操作;仿真结果表明,ARM和MV10能很好地协同工作;这样,添加APB接口设计后的MV10微处理器能够作为一个独立IP,挂载在任何以AMBA总线作为片上通信协议的SoC上.     

基于SoC的VGA/LCD控制器设计和实现

在集成电路制造工艺进入深亚微米后，片上系统以其性能好、体积小、功耗低的优点得到广泛应用，通过片上总线将各个IP核连接起来。该文介绍了基于SoC的VGA/LCD图形控制器的设计与实现，使用AMBA规范中的AHB总线互连，采用迸发传输、分割传输、ping-pong帧切换以及FIFO时钟控制等技术在保证图像输出的同时，尽可能降低控制器的总线占用率。     

基于AMBA总线接口的以太网IP核

介绍了一款32位SoC芯片中基于AMBA AHB总线接口的以太网IP核的设计。目前该IP核已通过RTL级测试与FPGA验证。通过性能测试，表明该以太网IP核能满足许多实际应用的需求。由于其具有标准的总线接口，因此完全可以作为一个可重用的IP核。     

AEMB软核处理器的SoC系统验证平台

随着SoC（Systemon Chip,片上系统）技术与IP复用技术的发展与应用,SoC平台与系统IP核的验证面临着越来越大的困难。本文以32位微处理器AEMB为核心,以Wishbone总线作为系统总线,构建了一个基本的SoC硬件平台;在CycloneIIFPGA上进行了实际验证,证明了硬件平台的正确性;并在该硬件平台上移植了μC/OS-Ⅱ实时操作系统,以方便在平台上的开发与应用。     

LEON3处理器动态图像边缘检测的SoC设计

针对LEON3开源软核处理器具有高性能,高可靠性等特征,构建了一个基于LEON3的动态图像边缘检测SoC。文中采用局部熵边缘检测算法,将图像采集,边缘检测和图像显示三个部分封装设计为IP核,通过APB总线嵌入到LEON3的经典SoC架构中。与利用微控制器或DSP实现的动态图像边缘检测系统相比,基于LEON3的动态图像边缘检测SoC能够充分发挥硬件设计的高速性和灵活性,并且系统具有很好的可移植性与可配置性,占用资源少,速度快,具有良好的应用前景。     

基于AMBA总线的事务级蓝牙模型设计与实现

文章以蓝牙通信协议为研究对象,利用系统建模语言SystemC建立了周期精确的事务级蓝牙模型,并将该模型接入到AMBA总线上,实现了蓝牙模块之间的通信,模型运行时使用SystemC自带的仿真核。实验结果表明:本模型完全符合蓝牙协议规范,实现了在SoC设计前期的高层仿真和验证。     

一种面向H．264视频编码器的SoC验证平台

构建了面向H．264视频编码器的SoC验证平台,采用FPGA原型系统完成H．264编码器验证。采用Wishbone总线连接32位微处理器OR1200以及其他的必要IP核构建基本SoC平台,并在此基础上集成H．264硬件编码模块;根据H．264编码器的数据流要求,设计了运行输入／宏块顺序输出的多端口SDRAM控制器;移植了μC／OS—Ⅱ实时操作系统和／μC／TCP—IP协议栈,用于输出编码后比特流。     

基于覆盖率模型的AMBA接口随机验证方法*

AMBA协议是主流SoC(system-on-chip)片上总线的事实标准。结合龙芯1号AHB接口的验证,介绍了基于覆盖率模型的AMBA接口随机验证的系统架构,提出了AHB协议模型的定义方法,采用约束化随机向量对目标空间产生强化测试。该方法迅速定位了接口设计中隐蔽的问题,最终达到了100％的功能覆盖率。该方法能够有效地保证接口设计的质量,对互连协议的验证具有普适意义。