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集成电路技术近年来的迅速发展,电路的规模和设计的复杂度不断增加,市场的竞争程度也日趋激烈,产品投放时间越来越短,这些因素对设计者和设计工具都提出了更新更高的要求。因此集成电路向系统级芯片的转变不仅仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术发展的必然产物和结果。传统的设计方法,如基于时序的设计,基于模块的设计都已经不能满足系统级芯片的设计要求。
目前,数字电路设计已经从传统的SSI(Small Scale Integration)、MSI(Medium Scale Integration.)到现在的LSI(Large Scale Integration)VLSI(Very Large Scale Integration)。发展趋势是把整个系统集成在一个芯片内,即所谓的SOC(System On Chip)。SOC设计以IP的设计复用和功能组装、整合来完成。随着以IP核复用为基础的SoC设计技术的发展,如何有效地对众多IP供应商提供IP核,在实际设计时进行有效互联的问题日益受到重视。为了使IP核集成更快速、更方便,缩短进入市场的时间,迫切需要一种标准的互联方案。在这样的背景下,产生了多种用于IP核互联的片上总线标准。
本文介绍了几种常用的片上总线架构,对ARM公司的AMBAAHB总线进行分析。采用Top Down的模块设计方法以及总线功能模型、断言验证的手段,主要工作和特色如下:
1.本文提出了一种针对仲裁模块基于断言验证的属性设计方案方法,以最新的集成电路验证方法:基于断言的验证,采用System Verilog Assertion断言语言,对AHB协议控制模块中的仲裁器模块,归纳协议的功能,进行断言属性的设计,并对模块进行时序功能检测,并给出了仿真结果。
2.根据基于平台的设计和验证理念,本文设计并实现了协议的主设备、从设备的总线功能模型BFM。文中BFM的设计实现采用状态机的方式,相对于基于任务形式的BFM设计,更有利于系统级的的验证测试。并且以AHB总线的控制模块和主、从设备总线功能模型构建了一个完备的基于AHB总线的验证平台,对兼容AHB总线接口的IP模块提供了一个功能验证的系统环境。
3.本文给出了AMBA AHB总线各个功能模块的实现,包括仲裁器模块、DECODER模块、MuxM2S模块、MuxS2M模块、DEFAULT SLV模块和DUMMY MST模块以及AHB/APB的桥接器APB Bridge模块。
4.本文对AMBA AHB总线的各个功能模块进行RTL建模,对协议所规定的各种传输/响应类型进行了详细的功能模拟仿真,仿真结果表明各模块的预定功能都得以正确实现,达到了设计的预定要求。