电子科大微嵌12

1、系统级芯片系统级芯片 (SOC) 技术技术系统知识系统知识 (硬件与软件硬件与软件)电路设计知识电路设计知识 (DAC、ADC 等等)制造工艺知识制造工艺知识(90nm, 65nm, 45nm)晶圆工艺知识晶圆工艺知识(300mm 晶圆晶圆)A/DA/D数字射频处理器数字射频处理器数字滤波与控制数字滤波与控制混合信号处理器 数字 基带混合信号处理器软硬件协同设计设计及验证技术软硬件协同设计设计及验证技术IP核生成和复用技术核生成和复用技术超深亚微米工艺及纳米超深亚微米工艺及纳米IC设计技术设计技术2022-5-182/ 533SoC的片内总线的片内总线一一片上总线特点片上总线特点 简单高效简单

2、高效 结构简单：占用较少的逻辑单元结构简单：占用较少的逻辑单元 时序简单：提供较高的速度时序简单：提供较高的速度 接口简单：降低接口简单：降低IP核连接的复杂性核连接的复杂性 灵活，具有可复用性灵活，具有可复用性 地址地址/数据宽度数据宽度可变、可变、互联结构互联结构可变、可变、仲裁机制仲裁机制可变可变 功耗低功耗低 信号尽量不变、信号尽量不变、单向信号线单向信号线功耗低、时序简单功耗低、时序简单二二片内总线标准片内总线标准 ARM的的AMBA 、IBM的的CoreConnect Silicore的的Wishbone、Altera的的Avalon4ARM的的AMBA: Advanced Mic

3、rocontroller Bus Architecture一一先进先进高性能总线高性能总线AHB （Advanced High-performance Bus） 适用于高性能和高吞吐设备之间的连接，如适用于高性能和高吞吐设备之间的连接，如CPU、片上存片上存储器、储器、DMA设备、设备、DSP等等二二先进先进系统总线系统总线ASB（Advanced System Bus） 适用于高性能系统模块。与适用于高性能系统模块。与AHB的主要不同是读写数据采的主要不同是读写数据采用了一条双向数据总线用了一条双向数据总线三三先进先进外设总线外设总线APB（Advanced Peripheral Bus）

4、适用于低功耗外部设备，经优化减少了功耗和接口复杂度适用于低功耗外部设备，经优化减少了功耗和接口复杂度 适合较复杂的应用，需要遵守较简单的操作协议；拥有众适合较复杂的应用，需要遵守较简单的操作协议；拥有众多的第三方支持多的第三方支持AMBA总线总线56AMBA2.0总线结构图总线结构图高性能ARM核高性能片上RAM高性能DMAC核高带宽片外存储器接口桥键盘UARTTimerPIOAHB or ASBAPB7IBM CoreConnect一一处理器处理器局部总线局部总线PLB（Processor Local Bus） 高带宽、低延迟、高性能高带宽、低延迟、高性能 连接高速连接高速CPU核、高速核、

5、高速MEM控制器、高速控制器、高速DMAC等高性等高性能设备能设备二二片内的片内的外设总线外设总线OPB（On-chip Peripheral Bus） 连接低性能设备，减少其对连接低性能设备，减少其对PLB的性能影响的性能影响 通过通过OPB桥实现桥实现PLB主设备和主设备和OPB从设备的数据传输从设备的数据传输三三设备设备控制寄存器总线控制寄存器总线DCR（Device Control Register） 用于配置用于配置PLB设备和设备和OPB设备的状态寄存器和控制寄存设备的状态寄存器和控制寄存器器 减轻减轻PLB总线在低性能状态下的负荷总线在低性能状态下的负荷四四方案完整，但一般用于高

6、性能系统设计中（如工方案完整，但一般用于高性能系统设计中（如工作站），不太适合简单的嵌入式系统应用作站），不太适合简单的嵌入式系统应用8CoreConnect总线结构框图总线结构框图Embedded System高性能CPU核高速存储器仲裁DMAC核外部总线结构接口OPB 桥KeyboardUARTTimerPIOPLBOPBDCR9Silicore的的Wishbone一一定义了一条高速总线的定义了一条高速总线的信号和总线周期信号和总线周期。在复杂系。在复杂系统中可采用两条统中可采用两条Wishbone总线分别连接高速和低速总线分别连接高速和低速设备，两条总线之间的接口简单设备，两条总线之间的

7、接口简单二二提供了提供了4种互连方式种互连方式：两个：两个IP核的点到点连接；多核的点到点连接；多个串行个串行IP核的数据流连接；多个核的数据流连接；多个IP核的共享总线连核的共享总线连接、高吞吐量的交叉开关接、高吞吐量的交叉开关三三完全免费，开发性强；结构简单、互连灵活；通常完全免费，开发性强；结构简单、互连灵活；通常应用于简单的嵌入式控制器和一些高速系统中，但应用于简单的嵌入式控制器和一些高速系统中，但对高性能系统的支持不够对高性能系统的支持不够10Altera的的Avalon一一主要用于主要用于Altera公司的公司的NIOS软核软核系统中实现系统中实现SOPC二二规定了规定了主设备和从

8、设备主设备和从设备之间进行连接的端口和通信之间进行连接的端口和通信时序，配置简单，可由时序，配置简单，可由EDA工具（工具（SOPC Builder）快速生成快速生成三三采用采用从设备仲裁从设备仲裁技术，允许多个主设备真正同步操技术，允许多个主设备真正同步操作，优化了数据流，提高了系作，优化了数据流，提高了系统的吞吐量统的吞吐量11Avalon的交换式总线结构的交换式总线结构SRC EQU 0 x30000000DST EQU 0 x30001000AREA copy,CODE,READONLYLDR R0, =SRCLDR R1, =DSTMOV R2, #0 x500LOOP:LDR R3, R0, #4STR R3, R1, #4SUBS R2, #4BHI LOOPMOV PC, LR以上为一次复制需要的语句。以上为一次复制需要的语句。SRC EQU 0 x30000000DST EQU 0 x30001000AREA copy,CODE,READONLYLDR