隨著研究技術的不斷進步與發(fā)展,SoC技術已成為集成電路行業(yè)中的重要技術,而片上總線的提出和IP核集成技術的發(fā)展,進一步的推動了SoC片上系統(tǒng)的發(fā)展,在集成電路行業(yè)中有著非常重要的意義。SMBus總線協(xié)議是目前比較常用的總線協(xié)議,由于其結構簡單、設計成本低廉、傳輸效率高效便捷、兼容性能強大等特點,在SoC產品中都有著比較廣泛的應用。因此,基于AMBA片上總線互連技術的SMBus控制器的設計,已在SoC系統(tǒng)設計中有著重要的意義。本文首先對片上總線技術進行了簡單概括,然后重點分析概括了AMBA總線架構,以及對其中的AHB和APB的結構特點和傳輸原理進行了比較詳細的說明。然后對SMBus總線進行了詳細介紹,包括信號特點、結構介紹、時序關系、傳輸原理和部分協(xié)議分析,并且對比介紹了與I²C總線的不同之處。接下來基于以上理論知識進行了基于AMBA互連的SMBus控制器的結構設計和子模塊設計,并用自上而下的設計方式完成RTL設計。接著利用相關軟件搭建對應的驗證平臺對待測設計進行功能性仿真驗證,然后繼續(xù)進行邏輯綜合驗證,最終確保設計的可靠性和正確性。驗證結果表明,本文設計的基于AM... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于AMBA總線架構的片上系統(tǒng)結構

第二章AMBA總線72.2AHB總線協(xié)議AHB總線，即先進高性能總線，是高速系統(tǒng)中的重要總線，主要用于連接高性能設備，比如CPU處理器、DMA、片上及片外存儲器以及其它的外設等。AHB設計的關鍵在于自定義設計接口之間的互連，可以最大限度的實現(xiàn)接口互連的最大帶寬，此外，AHB總線還具有二級流水線的操作特性，數(shù)據(jù)傳輸能力非常強大，能夠連續(xù)的傳輸存儲在相鄰地址空間內的數(shù)據(jù)，讓SoC片上設計與綜合以及自動測試技術發(fā)展的更高效、更容易。AHB系統(tǒng)架構中主要包括以下幾個部分，分別是主機、從機以及基礎結構[10]，具體結構圖如圖2-2所示。AHB協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方式是首先所有掛在主線上的主機根據(jù)自己想要進行的傳輸發(fā)出尋址地址和控制信號，然后由AHB的仲裁器進行優(yōu)先級仲裁，來決定最終可以進行數(shù)據(jù)輸出的主機。仲裁成功的主機可以通過中央的多路數(shù)據(jù)選擇器將數(shù)據(jù)傳送給所有的從機，同時也可以讀取來自從機的數(shù)據(jù)，但來自從機的數(shù)據(jù)需要通過一個譯碼器來進行數(shù)據(jù)的控制，然后才由多路數(shù)據(jù)選擇器將最終選擇出的數(shù)據(jù)傳輸給主機[11]。圖2-2典型的AHB設計結構示意圖2.2.1AHB信號分析AHB總線信號大致分成時鐘、仲裁、地址、控制、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)、響應這

第二章AMBA總線9圖2-3AHB基本傳輸時序圖為了進一步增強AHB總線的傳輸效率，AHB總線會將下一次要傳輸?shù)牡刂范魏彤斍罢趥鬏數(shù)臄?shù)據(jù)段重疊在一起，也就是將一次傳輸?shù)膬蓚�不同階段的傳輸過程進行流水化處理。2.3APB總線協(xié)議APB總線，即先進外設總線，是AMBA定義的另一種最常用的總線標準，相對于AHB和ASB總線而言，是一種可以降低功耗和設備接口的復雜程度的互連總線，主要用于低速單元之間的互連，比如UART、IIC、PLL、TIMER等，屬于二級總線。在實際的芯片設計中，APB常用來和AHB總線配合組成分層的片上系統(tǒng)總線結構，這樣做的目的是進一步提高系統(tǒng)的性能，盡量滿足低功耗的設計要求。和AHB的多主機多從機的復雜結構不同的是，APB的總線結構更為簡單，在APB架構中不需要設置仲裁器，也不需要請求和響應信號，通常通過APB橋和AHB總線連接，從而實現(xiàn)不同模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸，此時APB橋是AHB總線的一個從模塊，同時也是APB里僅有的主模塊[13]。APB的傳輸協(xié)議也比較簡單，完成一次傳輸需要兩周期的時間，且傳輸過程中沒有等待周期，也不需要從設備在傳輸完成后發(fā)出響應信號。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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