SoPC總線協(xié)議跨芯片擴(kuò)展的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFEXTENDINGSOPCBUSPROTOCOLACROSSTHECHIPAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYGUWrenboSupervisedbySupervisedProfessorLIBingAndAssociateResearcherHOURuiSchoo

2、lofIntegratedCircuitsSoutheastUniversityMay2015摘要摘要隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，可編程片上系統(tǒng)(SystemonaProgrammableChip，SoPC)已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的主流，人們對(duì)SoPC功能的需求也越來越高，設(shè)計(jì)出更高端、更復(fù)雜的SoPC是必然需求。在現(xiàn)有平臺(tái)基礎(chǔ)上，基于單塊芯片資源所設(shè)計(jì)的SoPC已經(jīng)無法滿足預(yù)期功能所需。因此，進(jìn)行SoPC總線協(xié)議跨芯片擴(kuò)展，從而獲取更多的片

3、外資源以設(shè)計(jì)功能更復(fù)雜的SoPC，對(duì)SOPC未來的發(fā)展具有重要意義。擴(kuò)展片內(nèi)總線到片外以實(shí)現(xiàn)片間數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵在于對(duì)片內(nèi)總線請(qǐng)求的處理以及發(fā)送與接收，這是設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)。本論文主要研究s0PC總線協(xié)議跨芯片擴(kuò)展，即將片上系統(tǒng)總線擴(kuò)展到片外以訪問片外芯片資源。通過深入分析國(guó)內(nèi)外跨芯片通信機(jī)制的發(fā)展現(xiàn)狀，研究AXI(AdvancedeXtensmleInterface)總線協(xié)議的原理和并行、串行通信接口的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了SoPC片上總線的

4、跨芯片擴(kuò)展，給出了整個(gè)總線擴(kuò)展SOPC的系統(tǒng)架構(gòu)，并且詳細(xì)描述了定制總線跨芯片擴(kuò)展AOC(AXIOverChip)IP核(IntellectualPropertycore)各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì)。通過在XilinxZYNQ7000系列FPGA(FieldProgranunableGateArray)芯片上搭建本地SoPC及在XilmxⅥnex7系列FPGA芯片上搭建遠(yuǎn)端SoPC，基于AOCIP核實(shí)現(xiàn)本地SoPC訪問遠(yuǎn)端SoPC資源。此外，分

5、別采用了并行通信與串行通信兩種通信方式實(shí)現(xiàn)片間的數(shù)據(jù)傳輸。并且基于這兩種通信方式對(duì)整個(gè)總線擴(kuò)展SoPC的系統(tǒng)性能進(jìn)行了測(cè)試與評(píng)估。定制AOCIP核是設(shè)計(jì)的主要部分，使用Verilog硬件描述語言實(shí)現(xiàn)整個(gè)AOCIP核的代碼設(shè)計(jì)，基于Xilinx公司ZC706開發(fā)板和VC707開發(fā)板完成FPGA原型驗(yàn)證，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的正確性與可行性。本設(shè)計(jì)不僅達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，還在系統(tǒng)主要性能上有了很大的提升。本文完成了SoPC總線協(xié)議的跨芯片擴(kuò)展