CN107870880A - 一种基于amba总线的soc模块接口实现方法 - Google Patents

一种基于amba总线的soc模块接口实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于AMBA总线的SOC模块接口实现方法，首先构建基于AMBA总线的SOC模块接口系统，包括：AMBA协议从设备解释模块（1）、存储译码模块（2）、存储模块（3）、时序控制模块（5）和中断控制模块（6）；还包括：冲突保护模块（4）；接口通过AMBA协议从设备解释模块（1）从总线接收主设备请求，请求被传递到存储译码模块（2）进行解析，并根据解析结果提取存储模块（3）中的信息，冲突保护模块（4）解决在交易过程中发生的数据冲突，中断控制模块（6）根据时序控制模块（5）的运算结果产生相应中断信号。本发明解决了通用AMBA协议接口电路速度较低，调试复杂，同电路设计结合困难的问题，通过单向保护机制增加了接口稳定性。

Description

一种基于AMBA总线的SOC模块接口实现方法
技术领域
本发明涉及一种接口实现方法，特别是一种基于AMBA总线的SOC模块接口实现方法。
背景技术
目前，多数SOC芯片采用AMBA总线系统，其总线协议为AXI、AHB和APB协议，这类总线系统具有高速、通用、适于芯片实现等优势，由于总线协议透明度高，相关开发实例较多，广泛应用于单核及多核SOC芯片中。但通用型总线接口无法完全同我军SOC芯片需求完全契合，具体表现在以下几个方面：
首先，大部分AMBA总线接口的设计对象为通用处理器，其总线交易较为复杂，存在大量不确定性，为此总线接口加入复杂逻辑完成复杂操作，如SPLIT操作、BURST操作。而为了达到较高的安全性，设备通讯方式较为简洁，不需要上述复杂操作。而复杂操作必将降低接口速度，增大调试难度，延长开发周期。
其次，通用接口模块一般不包含保护机制，多时钟域问题及同时读写问题的解决方案由用户单独设计，这种设计方式会产生多种不同机制的保护电路，不利于军工标准化的设计思路。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于AMBA总线的SOC模块接口实现方法，解决通用AMBA总线接口在SOC上应用存在降低接口速度、增大调试难度、延长开发周期和缺乏保护机制的问题。
一种基于AMBA总线的SOC模块接口实现方法的具体步骤为：
第一步 构建基于AMBA总线的SOC模块接口系统
基于AMBA总线的SOC模块接口系统，包括：AMBA协议从设备解释模块、存储译码模块、存储模块、时序控制模块和中断控制模块；还包括：冲突保护模块。
AMBA协议从设备解释模块的功能为：接收并传递主设备交易信息；
存储译码模块的功能为：进行存储索引解析；
存储模块的功能为：存储AMBA主设备请求的各类相关信息；
冲突保护模块的功能为：同设备端和AMBA协议从设备解释模块协同工作，完成数据的单向保护工作。
时序控制模块的功能为：通过检测数据读写产生相应事件发生信号；
中断控制模块的功能为：根据产生的事件发生信号进行相应中断产生及恢复操作。
第二步 AMBA协议从设备解释模块接收并传递主设备交易信息
AMBA协议从设备解释模块根据目前设备总线交易的特点，提取总线交易信息，包括访问地址信息、读写操作信息、总线空闲状态信息和设备选择信息；忽略掉协议中的BURST功能和SIZE功能；然后将提取到的信息发送至存储译码模块和存储模块，并将操作结果反馈给总线。
第三步 存储译码模块进行存储索引解析
存储译码模块内置地址解析列表和存储属性列表，通过地址解析列表将交易地址转换为内部设备的识别地址；并通过预先定义好的存储读写属性，决定是否进行读写操作信号传递。
第四步 存储模块提供交易请求的数据
存储模块根据待连接设备进行数据提取，数据提取对象包括状态寄存器和数据RAM。状态寄存器存储设备编号、状态和控制数据；数据RAM存储设备运算结果。
第五步 冲突保护模块进行数据的单向保护
冲突保护模块通过优先监测设备对存储单元的操作，在存储单元操作顺序上为设备操作建立时间保护区，在保护区内，总线请求无法操作，总线处于等待状态。当目标操作脱离保护区后，总线操作继续进行。冲突保护模块同设备端和AMBA协议从设备解释模块协同工作，完成数据的单向保护工作。
第六步 时序控制模块产生事件发生信号
时序控制模块通过检测状态寄存器，产生设备所需的时序控制信号，同时产生中断源信号。
第七步 中断控制模块产生常规中断及异常中断信号
中断控制模块传递设备中断信号，且根据交易情况产生异常中断信号。设备产生的常规中断需要进行跨时钟域处理发送至总线；异常中断由读写冲突导致。
至此，实现了基于AMBA总线的SOC模块接口。
本发明通过对总线协议的简化及集成保护电路，有效的提高了接口运行效率，减轻了AMBA总线在芯片后端设计布局布线的压力，降低了接口调试难度，缩短产片开发及测试周期，并增加了设备的稳定性。
附图说明
图1 一种基于AMBA总线的SOC模块接口实现方法的结构示意图。
1.AMBA协议从设备解释模块 2.存储译码模块 3.存储模块 4.冲突保护模块 5.时序控制模块 6.中断控制模块。
具体实施方式
一种基于AMBA总线的SOC模块接口实现方法的具体步骤为：
第一步 构建基于AMBA总线的SOC模块接口系统
基于AMBA总线的SOC模块接口系统，包括：AMBA协议从设备解释模块1、存储译码模块2、存储模块3、时序控制模块5和中断控制模块6；还包括：冲突保护模块4。
AMBA协议从设备解释模块1的功能为：接收并传递主设备交易信息；
存储译码模块2的功能为：进行存储索引解析；
存储模块3的功能为：存储AMBA主设备请求的各类相关信息；
冲突保护模块4的功能为：同设备端和AMBA协议从设备解释模块1协同工作，完成数据的单向保护工作。
时序控制模块5的功能为：通过检测数据读写产生相应事件发生信号；
中断控制模块6的功能为：根据产生的事件发生信号进行相应中断产生及恢复操作。
第二步 AMBA协议从设备解释模块1接收并传递主设备交易信息
AMBA协议从设备解释模块1根据目前设备总线交易的特点，提取总线交易信息，包括访问地址信息、读写操作信息、总线空闲状态信息和设备选择信息；忽略掉协议中的BURST功能和SIZE功能；然后将提取到的信息发送至存储译码模块2和存储模块3，并将操作结果反馈给总线。
第三步 存储译码模块2进行存储索引解析
存储译码模块2内置地址解析列表和存储属性列表，通过地址解析列表将交易地址转换为内部设备的识别地址；并通过预先定义好的存储读写属性，决定是否进行读写操作信号传递。
第四步 存储模块3提供交易请求的数据
存储模块3根据待连接设备进行数据提取，数据提取对象包括状态寄存器和数据RAM。其中，状态寄存器存储设备编号、设备状态和控制数据；数据RAM存储设备运算结果。
第五步 冲突保护模块4进行数据的单向保护
冲突保护模块4通过优先监测设备对存储单元的操作，在存储单元操作顺序上为设备操作建立时间保护区，在保护区内，总线请求无法操作，总线处于等待状态。当目标操作脱离保护区后，总线操作继续进行。冲突保护模块4同设备端和AMBA协议从设备解释模块1协同工作，完成数据的单向保护工作。
第六步 时序控制模块5产生事件发生信号
时序控制模块5通过检测状态寄存器，产生设备所需的时序控制信号，同时产生中断源信号。
第七步 中断控制模块6产生常规中断及异常中断信号
中断控制模块6传递设备中断信号，且根据交易情况产生异常中断信号。设备产生的常规中断需要进行跨时钟域处理发送至总线；异常中断由读写冲突导致。
至此，实现了基于AMBA总线的SOC模块接口。

Claims (1)

1.一种基于AMBA总线的SOC模块接口实现方法，其特征在于具体步骤为：
第一步 构建基于AMBA总线的SOC模块接口系统
基于AMBA总线的SOC模块接口系统，包括：AMBA协议从设备解释模块（1）、存储译码模块（2）、存储模块（3）、时序控制模块（5）和中断控制模块（6）；还包括：冲突保护模块（4）；
AMBA协议从设备解释模块（1）的功能为：接收并传递主设备交易信息；
存储译码模块（2）的功能为：进行存储索引解析；
存储模块（3）的功能为：存储AMBA主设备请求的各类相关信息；
冲突保护模块（4）的功能为：同设备端和AMBA协议从设备解释模块（1）协同工作，完成数据的单向保护工作；
时序控制模块（5）的功能为：通过检测数据读写产生相应事件发生信号；
中断控制模块（6）的功能为：根据产生的事件发生信号进行相应中断产生及恢复操作；
第二步 AMBA协议从设备解释模块（1）接收并传递主设备交易信息
AMBA协议从设备解释模块（1）根据目前设备总线交易的特点，提取总线交易信息，包括访问地址信息、读写操作信息、总线空闲状态信息和设备选择信息；忽略掉协议中的BURST功能和SIZE功能；然后将提取到的信息发送至存储译码模块（2）和存储模块（3），并将操作结果反馈给总线；
第三步 存储译码模块（2）进行存储索引解析
存储译码模块（2）内置地址解析列表和存储属性列表，通过地址解析列表将交易地址转换为内部设备的识别地址；并通过预先定义好的存储读写属性，决定是否进行读写操作信号传递；
第四步 存储模块（3）提供交易请求的数据
存储模块（3）根据待连接设备进行数据提取，数据提取对象包括状态寄存器和数据RAM；其中，状态寄存器存储设备编号、设备状态和控制数据；数据RAM存储设备运算结果；
第五步 冲突保护模块（4）进行数据的单向保护
冲突保护模块（4）通过优先监测设备对存储单元的操作，在存储单元操作顺序上为设备操作建立时间保护区，在保护区内，总线请求无法操作，总线处于等待状态；当目标操作脱离保护区后，总线操作继续进行；冲突保护模块（4）同设备端和AMBA协议从设备解释模块（1）协同工作，完成数据的单向保护工作；
第六步 时序控制模块（5）产生事件发生信号
时序控制模块（5）通过检测状态寄存器，产生设备所需的时序控制信号，同时产生中断源信号；
第七步 中断控制模块（6）产生常规中断及异常中断信号
中断控制模块（6）传递设备中断信号，且根据交易情况产生异常中断信号；设备产生的常规中断需要进行跨时钟域处理发送至总线；异常中断由读写冲突导致；
至此，实现了基于AMBA总线的SOC模块接口。
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