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伴随着集成电路工艺的飞速发展,集成电路设计方法也面临着挑战。集成电路性能的提升、规模的增大、复杂性的增强和开发周期的延长,都给集成电路的设计带来了极人的困难。在这样的背景下,片上系统(system-on-chip,SOC)设计技术为我们开辟了新的道路。SOC设计技术的一个本质特征就是IP(Intellectual Property)的复用和集成。SOC设计技术是建立在IP基础上的一种设计思想。如何便捷地集成IP,同时将不同功能的IP有机地结合起来又成为一个非常重要的方面,这就是SOC片上总线技术。
本义的研究目的就是设计一个总线IP。为此我们首先分析了当前片上总线技术的发展概况,同时选择了ARM公司开发的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)总线架构作为本文实现的基础。随后我们介绍了AMBA总线架构规范方面的一些知识,并在对规范的充分认识的基础上进行总线IP的开发。总线IP的开发按照IP开发的标准流程,包含了设计和验证两个部分。为了不断提高该总线IP的性能,我们还提出了一些诸如多层总线架构、动态仲裁机制和低功耗优化等优化措施。本文最后探讨了片上总线的发展趋势,总结了本文的研究工作,提出以后的展望。
经过设计和验证,我们开发的AMBA总线IP核已经应用在一款SOC芯片——Garfield当中。未来经过不断地改进和优化,能够开发出一个符合IP标准并具有高性能的通用总线 IP。