随着芯片集成度的提高,单层的片上总线技术已经不能满足新一代片上系统的带宽要求。多层片上总线技术具有高性能、低功耗、低硬件开销以及充分复用现有IP资源等优势,并已通过建模证实能满足新一代片上系统的带宽要求。本文设计了一款AMBA双层总线,实现了允许同时存在两条并行访问通路的功能；每个子层具有8个主设备接口,8个专用从设备接口；公用从设备接口数目可通过顶层例化配置,最多可配置为8个。 本文的主要内容包括AMBA双层总线的寄存器传输级设计实现、仿真验证以及性能分析。在寄存器传输级设计中复用AMBA单层总线Ip,互连矩阵通过AHB从设备接口与AMBA单层总线IP连接,从而将工作重点缩小到互连矩阵上,并提高电路应用的灵活性。仿真验证工作采用AHB eVC验证元件以及基于Specman Elite和VCS相结合的仿真平台；结合AHB eVC自带的单层AHB范例和AHB Lite范例实现AMBA双层总线的验证平台,从而大大提高了验证效率和可靠性。最后性能分析以延迟作为性能参数,分别比较了AMBA单层总线和AMBA双层总线在一般负载系统和重度负载系统中的性能,得到AMBA双层总线在不同系统应用中的性能优化效果。仿真验证的结果表明,本文设计的AMBA双层总线模块满足设计规格的功能要求,相应的验证平台也能满足初步的验证工作要求。性能分析的结果表明,本论文设计的AMBA双层总线的延时比单层总线的延时有较大幅度的减小,而且当片上系统负载越大时,延时减小的幅度越大。