基于AMBA和WISHBONE总线的桥接设计硕士学位论文

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1、中国科学技术大学硕士学位论文基于AMBA和WISHBONE总线的桥接设计姓名：曹凡申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：易波2011-05摘要摘要片上系统SOC已成为现在大规模数字集成电路设计的主流技术。SOC芯片一般由多个IP模块构成，其中包括嵌入式CPU、DSP、各功能模块、存储模块、外部接口模块等。主模块与从模块之间由片上总线相连接，以完成控制信号和数据信号的传递。目前最常用的SOC片上总线协议是ARM公司的AMBA2.0。一般商用IP都支持该总线协议。可以说AMBA总线协议已成为了SOC总线协议的事实上的标准。SOC技术的一个主要优势是IP可以

2、重复使用。要完成一个SOC设计项目，设计者并不需要从头设计其中的所有模块，只需要将可重用的IP模块和部分自己开发的模块集成在一起即可。但商业IP一般价格昂贵，在一般SOC项目中除了关键的CPU和DSP模块必须购买之外，购买其余的外设IP并不合算。而自己开发所有这些IP模块则又太耗时间，因此使用免费的开源IP成为一个合适的选择。OpenCores是一个提供免费开源IP的组织。在其网站上有很多已验证的开源IP可以下载。但该网站上的IP一般都采用WISHBONE总线协议，该协议与AMBA总线协议并不兼容。因此如果要把它们集成到常用的AMBA总线环境中则需要进行信号转换。也就

3、是翻译意义不同的控制信号，并调和控制信号和数据信号之间的时序差异。本论文采用OpenCores网站上的以太网MACIP模块为例，设计了ABMA总线和WISHBONE总线之间的信号转换桥。该总线桥可以实现AMBA总线信号和WISHBONE总线信号之间的双向转换。通过该总线桥，以太网MACIP模块可以连接到AMBA总线环境中正常使用。本设计采用Verilog硬件描述语言编码。并用新思的VCS仿真软件进行仿真验证。仿真结果表明该总线桥在各种总线请求下都工作正确，接在总线桥另一端的以太网MACIP工作完全正常。该总线桥设计成功。其电路简单，转换时延小，易于集成，并可以用于其它

4、一些只有WISHBONE总线接口的IP上，使得OpenCores上的开源IP更容易被应用。关键词：SOC、总线桥、AMBA总线、WISHBONE总线、VerilogHDL、OpenCores、EthernetMACIAbstractABSTRACTSystemOnChiphasbecomethemainstreamtechniqueofdigitalVLSIdesign.UsuallythereareanumberofIPmodulesonaSOCchip,includingembeddedCUP,DSP,functionmodules,memoriesandexte

5、rnalinterfacemodules.Mastermodulesandslavemodulesareconnectedwithon-chipbusesinordertotransfercontrolanddatasignals.Themostcommonlyusedon-chipbusprotocolisAMBA2.0ofARMLtd.AllcommercialIPssupportit,soithasbecomethedefactostandardofSOCbusprotocol.ThemainadvantageofSOCtechniqueisIPreuse.To

6、accomplishaSOCproject,designersdonothavetodesignallthemodulesfromthebeginning;theyonlyneedtointegratereusableIPsandpartoftheirowndesignstogether.ButcommercialIPsareexpensive,purchasealltheIPsinaSOCprojectisnotcost-effective,onlykeymoduleslikeCPUorDSPrequirepurchasing.DevelopallotherIPsi

7、sverytime-consuming,sousefreeopensourceIPsbecameanappropriatechoice.OpenCoresisanorganizationwhichprovidesfreeopensourceIPcores.TherearealotofverifiedIPsdownloadableonitswebsite.ButtheseIPsnormallyadoptWISHBONEbusprotocolwhichisnotcompatiblewithAMBA.Soifwewanttointegratethemint