高性能SoC架构：基于AXI总线设计与分析

"这篇硕士论文详细探讨了基于AXI总线的System-on-Chip (SoC)架构设计与分析，作者胡景华在导师王琴和副导师高金城的指导下，于2013年在上海交通大学完成了此工程硕士项目。论文主要关注AXI总线协议，与传统的AHB和APB总线进行对比，提供了根据IP模块性能需求选择合适总线的方法，并阐述了基于AXI的SoC设计流程和软硬件协同策略。" AXI (Advanced eXtensible Interface)总线协议是ARM公司推出的一种高性能、高带宽的片上互连标准，适用于现代SoC设计，能够满足高性能计算和数据密集型应用的需求。相对于AHB (Advanced High-performance Bus) 和APB (Advanced Peripheral Bus)，AXI具有更高的数据宽度、更灵活的通道结构以及支持突发传输等优势，从而提高了系统性能和效率。 论文中，作者提出了一个基于AXI总线的SoC设计流程，这个流程涵盖了从需求分析、模块划分到软硬件协同设计的各个阶段。软硬件协同设计是SoC设计中的关键，它涉及到如何有效地分配任务给硬件和软件，以达到最佳性能和功耗平衡。作者详细讨论了主要模块的特性、带宽分析方法以及系统应用的评估，这对于优化SoC性能和资源利用率至关重要。 此外，论文还介绍了不同架构的AXI总线矩阵设计，包括多通道、共享通道和混合通道的实现，这些矩阵可以根据系统需求灵活配置，以实现高效的数据流管理和通信。作者还对总线矩阵内的调度器和仲裁器进行了深入研究，设计了多种仲裁策略，并总结了各自适用的场景。仲裁器在处理多个请求时确保了公平性和响应时间，是AXI总线性能的关键部分。 在SoC系统中，外围设备通常通过桥接器连接到AXI总线，论文分析了这些桥接器的内部结构并提出实施方案，以便有效地连接和管理不同的IP模块。最后，作者构建了一个AXI总线矩阵的验证平台，该平台能够自动监测和统计带宽、延迟和访问时间等关键性能指标，这为SoC系统的性能评估和优化提供了有力工具。 这篇论文全面地探讨了AXI总线在SoC设计中的应用，不仅提供了理论分析，还包括了实际设计案例和验证手段，对于理解和实施基于AXI的SoC系统设计有着重要的参考价值。