基于高性能X-DSP的多種總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計.pdf

1、X-DSP是一款由我校自主正向研制的高性能浮點數(shù)字信號處理器芯片，主要應(yīng)用在雷達信號處理、圖像處理、精確制導(dǎo)、飛行控制和保密通信等領(lǐng)域。X-DSP內(nèi)部擁有復(fù)雜總線系統(tǒng)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無阻塞傳輸。本文在對EDMA、AXI總線協(xié)議和AHB總線協(xié)議進行研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了EDMA2AXI轉(zhuǎn)接橋和AHB2EDMA轉(zhuǎn)接橋，能夠完成兩端不同總線協(xié)議之間的無縫對接，實現(xiàn)DSP或外部主機對芯片內(nèi)部空間的高速訪問。本文完成的工作主要包括以下部分：

2、　　1.EDMA2AXI轉(zhuǎn)接橋?qū)崿F(xiàn)EDMA到AXI總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換。在邏輯設(shè)計中，通過地址譯碼實現(xiàn)CrossNet交叉開關(guān)的選擇功能；采用Buffer對傳輸?shù)刂泛蛿?shù)據(jù)分別進行緩存與控制，有效的提高數(shù)據(jù)的傳輸效率；針對半字、字節(jié)類的數(shù)據(jù)傳輸，采用復(fù)制有效數(shù)據(jù)位的方法，滿足32位數(shù)據(jù)總線要求；對控制信息進行轉(zhuǎn)換，使之滿足AXI總線協(xié)議要求，完成EDMA的主動數(shù)據(jù)請求。
　　2.AHB2EDMA轉(zhuǎn)接橋完成了AHB總線到EDMA的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

3、該部分的邏輯設(shè)計中，在AHB從機接口與EDMA接口之間采用兩個同步FIFO，對傳輸數(shù)據(jù)進行緩存和控制，這樣可以有效的提高數(shù)據(jù)傳輸效率；針對突發(fā)首地址沒有和突發(fā)字節(jié)總數(shù)對齊的WRAP傳輸，通過調(diào)整傳輸?shù)牡刂泛蛯懖僮髦蠪IFO的讀指針，滿足了EDMA對連續(xù)地址進行訪問的要求；另外，本設(shè)計中通過AHB從機接口還能夠完成X-DSP的自舉。
　　3.對設(shè)計進行充分的模塊級和系統(tǒng)級模擬驗證，并進行代碼覆蓋率統(tǒng)計。采用包含AXI從機接口和AHB

4、主機接口的標(biāo)準(zhǔn)AXI2AHB橋接器，完成EDMA2AXI轉(zhuǎn)接橋和AHB2EDMA轉(zhuǎn)接橋的無縫對接，由CPU對EDMA進行配置，啟動EDMA通道傳輸，簡單又高效的完成設(shè)計的系統(tǒng)級模擬驗證。從驗證結(jié)果可以看出，該設(shè)計滿足功能要求。
　　采用65nm CMOS工藝庫，在worst的工作環(huán)境下，對設(shè)計進行綜合。結(jié)果表明多種總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計滿足X-DSP的系統(tǒng)要求。其中，EDMA2AXI轉(zhuǎn)接橋綜合后的面積為39556.319766um2