AMBA总线在SoC设计中的应用研究

"SoC片上总线的研究" 这篇硕士学位论文主要探讨了System-on-a-Chip (SoC) 设计中的核心组成部分——片上总线。作者杨帆在西北工业大学进行了深入研究，关注点集中在AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) 总线标准，特别是其ASB (Advanced System Bus) 和AHB (Advanced High-performance Bus) 两个子系统。AMBA是一种广泛使用的开放标准，旨在促进不同 Intellectual Property (IP) 核之间的通信。 在论文中，作者首先详细分析了AMBA ASB和AMBA AHB这两种片上总线的标准，对它们的各种传输类型（如单次传输、连续传输和突发传输）的时序进行了深入研究。AMBA ASB通常用于低速和简单设备的连接，而AMBA AHB则适用于高速数据传输，因此理解它们的特性是构建高效SoC的关键。 接着，作者针对具有自研的兼容Intel x86指令集的定点和浮点微处理器核、ROM核以及外部接口等IP核，设计了符合AMBA总线标准的接口。这一步骤确保了这些非标准IP核能与总线协议兼容，从而能够在SoC系统中协同工作。 此外，论文还涉及到了片上总线系统中控制模块的设计与实现，这部分通常包括仲裁、错误处理和同步等功能，对于维持总线操作的正确性和效率至关重要。同时，作者提出了一个连接ASB和AHB的桥接器，该桥接器分为两部分：ASB桥接器和AHB桥接器，分别用于转接不同总线间的传输请求，实现了不同总线速度和复杂度的设备之间的有效通信。 为了验证设计的有效性，作者建立了一个仿真环境，并设计了一块基于串口的FPGA测试板以及相应的支撑软件。通过这种方式，可以实时监测FPGA的运行状态，确保设计的正确性和可靠性。 这篇论文不仅积累了采用标准片上总线实现SoC的实际经验，还构建了ASB和AHB两种总线系统的模型，为未来系统功能扩展提供了便利。桥接器的设计也提供了一种灵活的方法，以便在不同的片上总线系统之间进行数据传输。关键词包括：片上系统、IP核、片上总线、AMBA AHB、AMBA ASB和桥接器。