基于amba总线的spi协议ip核的实现与验证

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1、第1章绪论多家IC提供商已经在可编程SOC的实现方面提供了很多新的器件，所提供的系统功能包括处理器、存储器和可编程逻辑等，克服了与ASIC相关的工程费用高或制造周期太长的问题。1．1．2SOC设计技术的挑战SOC设计虽然在过去的十几年中已经取得了长足的发展，但是它所面临的挑战也是不容忽视的[11141。SOC设计的主要挑战，一是系统级设计，这主要关系到IP核间的互连性；二是设计可重用的IP核，这是SOC设计面临的又一个挑战。IP核的互连使用片上总线结构解决。典型的D核互连结构见图1．1。片上总线可以提供IP核间的互连，但这又

2、导致了另外一个问题：各IP公司使用的总线结构各异，因此不同公司IP核之间的互连非常困难。针对此情况，VSIA(VirtualSocketAssociation)组织一直致力于建立一种通用的片上总线结构。下一节将继续介绍。图1．1典型的片上网络此外，SOC的设计挑战还包括降低SOC功率损耗、SOC的功率预测和最优化、信号完整性、混合信号设计等。上述的这些挑战是长期存在的，影响着当前和未来SOC的设计和制造能力。1．2IP核复用技术的产业现状[2][4]IP内核复用技术可以有效地缩短IC产品设计开发周期并降低成本。然而目前我国整

3、个IP产业尚不成熟，缺乏行业规范和交流渠道限制了IP产业的发展[5】。在国外，中小规模的IP设计公司、IP销售公司、对IP进行评定和为IP进行诉讼调停的公司日益增多，IP产业发展势头迅猛。我国也十分重视IP产业的2第1章绪论发展。Ip产业正在从概念阶段向实用阶段过渡。但总的讲来，现在国内整个IP产业尚不成熟，行业规范和交流渠道的缺乏限制了IP产业的发展。此外，文档编制的规范性、IP验证和IP评估等问题也有待解决。IP内核产业的三类主体对IP内核产业感兴趣的人可分为三类；通用P供应商、通用IP用户和专属的IP设计人员和用户。通

4、用IP供应商是只对内核开发感兴趣并以此作为最终产品销售或附属产品，这些公司并不关心如何将内核与整体产品设计进行接口。通用口用户是开展大型设计项目的公司，他们希望通过利用来自外部的内核加速产品的上市时间。D用户致力于开发针对特定应用的产品，而对自己开发内核没有兴趣，因为自己重复利用这些内核的机会很小。最后，专属IP设计人员和用户服务于那些针对特定市场进行大规模内部专用产品设计的公司。这些公司的设计主要针对某个特定市场，因此他们的设计复用的机会很多。虽然这些公司设计可复用的内部专用内核，他们也购买一些外部开发的内核，作为内部开发

5、产品的有益补充。1。2。2设计复用相关的组织[5]由于m复用已成为芯片设计的一项重要内容，因此业界成立了不同的组织以推动设计复用标准的发展。他们的目标是开发一套业界标准，促进口使用并简化外部P与内部设计之间的接口。下面将介绍那些致力于标准开发的组织及其作用。1．VSn协会1996年9月虚拟接口联盟ⅣSIA)成立，该联盟的成立是为了推动多个来源IP内核之间的“混合搭配”而制订开放标准，从而加速SOC开发。该联盟的会员由业界各系统公司、半导体公司、IP公司和EDA公司组成。VSIA希望通过发布开放的接口标准创建一个环境，这样VC

6、就能以最少(甚至不需要)的胶合逻辑电路轻松地满足“虚拟接口”需求，而且是基于功能和物理层面的。VSIA标准包括业界已有的标准、公开或专有的数据格式，目标是创建可交付使用的内核标准格式，这样内核就完全独立于各个用户的独特设计流程。第1章绪论2．OpenMORESynopsys公司和MentorGraphics公司合作开展了著名的OpenMORE(OpenMeasureofReuseExcellence)计划，这是建立在两家公司共同发起的“复用方法指南”(RMM)基础上的一项评估计划。OpenMORE将p内核设计定义为可视为完整

7、SOC设计一部分的独立设计。此外，RMM还定义软核为软宏(softmacro)或以集成RTL代码形式交付的内核；而硬核则定义为硬宏或以GDSII文件形式交付的内核。硬核可以是完整的设计、布局和布线。当设计人员决定为他们的设计购买口内核时，IP评估将成为设计流程的重要环节。OpenMORE方案有望通过为内核复用质量提供合理的评估模式而简化IP评估流程。m开发人员在一个工作表中填写有关硬核和软核的规则描述和应用指南，用户利用该过程得到的最后分数来评估内核设计方法。大部分OpenMORE用户是那些通常在使用公司内部开发的内核和第三

8、方D的公司。P提供商也可采用OpenMORE以使用户更方便地使用内核，从而减少客户支持。1．3课题研究的意义在SOC设计越来越趋向复杂化的今天，研究P复用技术对于业界具有重要的现实意义。SPI总线是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术。它允许MCU与各种外围设备以串行方式进行通信