片上系統(tǒng)SoC(system on chip)是在單一芯片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的系統(tǒng)功能。如何使SoC中各IP核的信息交互更為暢通,更容易更便捷地集成IP核,建立更加正確、高效、靈活的片上總線OCB(on chip bus)結(jié)構(gòu),成為SoC設(shè)計(jì)中非常重要的研究課題。本文以可重構(gòu)多媒體SoC項(xiàng)目設(shè)計(jì)為背景,采用TSMC65nm工藝,完成了AHB總線架構(gòu)的設(shè)計(jì),并在最后對(duì)其進(jìn)行了全面的系統(tǒng)級(jí)分析和驗(yàn)證。本課題研究的主要內(nèi)容和成果包括以下幾個(gè)方面: 1.根據(jù)多媒體SoC芯片的設(shè)計(jì)目標(biāo)和應(yīng)用需求,從互連方式、傳輸方式、仲裁機(jī)制和總線的復(fù)雜性等方面,分析業(yè)界流行的幾種SoC片上總線,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)AMBA系列總線作為多媒體SoC芯片的內(nèi)部互連架構(gòu); 2.完成多媒體SoC AHB總線的邏輯設(shè)計(jì)和優(yōu)化。設(shè)計(jì)支持單一、未定長度和4、8、16、32拍固定長度突發(fā)傳輸;支持EMI的分塊傳輸;支持LCDC、ARM、REmus、SD和DMA鎖定傳輸和32位的數(shù)據(jù)總線位寬; 3.分析多媒體SoC AHB總線仲裁的基本算法:固定優(yōu)先級(jí)算法和循環(huán)優(yōu)先級(jí)算法。并結(jié)合多媒體SoC項(xiàng)目需求和AHB總線主設(shè)備(LCDC、ARM、REmus、SD和DMA)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)和占用總線帶寬,設(shè)計(jì)完成了基于混合優(yōu)先級(jí)仲裁算法的AHB總線架構(gòu); 4.完成對(duì)多媒體SoC AHB總線的系統(tǒng)級(jí)模擬驗(yàn)證。利用ARM workbench RVDS4.0驗(yàn)證平臺(tái),通過搭建層次化的驗(yàn)證環(huán)境,定義測(cè)試策略,高效完成了LCDC、ARM、REmus、SD和DMA主設(shè)備模塊以及EMI、APB、TSI、SD、和DMA從設(shè)備模塊之間數(shù)據(jù)傳輸交互; 5.完成多媒體SoC AHB總線的邏輯綜合和時(shí)序優(yōu)化,在結(jié)構(gòu)算法級(jí)、代碼級(jí)方面采用優(yōu)化策略。實(shí)現(xiàn)多媒體SoC芯片的高速總線設(shè)計(jì)目標(biāo)200MHz。
【學(xué)位單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TP336
【部分圖文】：

圖 1.3 H.264 編碼器框架 多媒體 SoC 芯片適應(yīng)上述多媒體 SoC 應(yīng)用的挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)界紛紛采用基于 SoC 的芯片性的多媒體 SoC 芯片包括：美國 AMD 公司 Alchemy AU1200 芯ale PXA25x/27x PMC 和北大眾志 863 系統(tǒng)芯片。

用片上總線結(jié)構(gòu)和信號(hào)協(xié)議表面上看很有吸引力，但這是不切實(shí)際的能為所有的設(shè)備都提供最優(yōu)解決方案。因此出現(xiàn)了片上總線協(xié)議。總線協(xié)議是針對(duì)具體應(yīng)用于各種不同的片內(nèi)總線的解決方案，比較有advanced microcontroller bus architecture），wishbone 以及 coreconnect步總線，使用時(shí)鐘上升沿驅(qū)動(dòng)和采用信號(hào)�？偩�的基本操作沒有什么于提供的特性和規(guī)范的完整性。從結(jié)構(gòu)上看 wishbone 最為簡(jiǎn)單，Core完整通用的總線解決方案，相對(duì)來說也最為復(fù)雜，AMBA 則存在 AHB同應(yīng)用場(chǎng)合的總線協(xié)議[16] [17]。MBA 總線規(guī)范中，定義了四種總線：先進(jìn)系統(tǒng)總線（Advanced Syste能總線（Advanced High-performance Bus ）、先進(jìn)外圍設(shè)備總線（ Bus）和先進(jìn)可擴(kuò)展接口（Advanced extensible Interface）[18] [19] [20]。6 是典型的基于 AMBA 總線的系統(tǒng)包括高性能的系統(tǒng)中樞總線（AMBSB），可以連接 CPU、片上存儲(chǔ)器和其它的 IP 模塊，如 DMA（Dire。連接在該總線上的還有 APB 橋連接器，該橋連接器另一端連接的PB 總線。

nced High-Performance Bus（AHB）：AMBA總線2.0規(guī)范入的先進(jìn)高性能總線（AHB）是目前AMBA實(shí)現(xiàn)的主要鐘率的系統(tǒng)模塊，支持處理器和帶有低功耗外設(shè)宏單元高效互連；nced Peripheral Bus（APB）：針對(duì)低功耗外設(shè)應(yīng)用，為減度作了優(yōu)化，可以與其它版本的系統(tǒng)總線互連；展接口（AXI）：AXI是AMBA接口協(xié)議的最新版本，于用于高性能、高頻率的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。它有多種特性來使工藝接口。AXI是與AMBA以前的版本完全不同的一種總路交換類型的同步總線，而AXI是屬于通道型總線，即各求和響應(yīng)[21] [22] [23]。 總線是 IBM 公司提出的一種 SoC 片上總線結(jié)構(gòu)，該總線理器的系統(tǒng)芯片上。如圖 1.7 所示，PLB 用于連接處理器和理器的連接，而 DCR 主要用于處理器訪問控制、狀態(tài)t 總線結(jié)構(gòu)如圖 1.7[24] [25] [26]，有 CPU、片上存儲(chǔ)器、DM
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 胡春媚,江東,馬劍武,陳書明,郭陽;基于標(biāo)準(zhǔn)單元ASIC設(shè)計(jì)的綜合優(yōu)化綜述[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);2005年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 蔣志迪;可編程媒體處理系統(tǒng)芯片（SoC）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D];浙江大學(xué);2005年

2 易志強(qiáng);有線數(shù)字電視SoC芯片軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)及其片上總線研究[D];浙江大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張濤;北大眾志系統(tǒng)芯片AHB總線的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和驗(yàn)證[D];北京大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2878973