IP核互连策略及规范

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1、IP核互连策略及标准[日期：2005-3-22]来源：21IC中国电子网 重庆大学陈林王家兵[字体：大中小]   摘要：IP核有关标准及IP核互连标准目前正处于一个开展的关键时期，受到了业界的普遍关注。本文就IP核互连采取的策略进行了分析，对目前几种使用较多的IP核互连标准作了介绍。   关键词：片上系统SoC；片上总线〔On-ChipBus〕；IP核；互连策略；互连标准1引言　　　随着超深亚微米工艺的开展，IC设计能力与工艺能力极大提高，采用SoC〔SystemonChip〕将微处理器、IP核、存储器及各种接口集成在单一芯片上，已成为目前IC设计及嵌入式系统开展的趋势和主流。为减少设计风险、

2、缩短设计周期、更集中于应用实现，设计者越来越多的采用IP核复用。在此推动下，IP核互连技术及片上总线〔On-ChipBus〕得到迅速开展，反过来它们又对IP核的设计、校验、重用及IP核有关标准的制定也产生了深远的影响。2IP核互连策略　　就IP核互连的形式而言，主要有共享总线、点对点的连接及多总线几种方式，带宽、时延、数据吞吐率及功耗通常是几个需主要考虑的因素，但要求与板级的互连已不相同。共享总线方式是通过不同地址的解码来完成不同主、从部件的互连及总线复用，这对多外设IC系统设计而言，对地址总线的扇出提出了较高的要求，同时过于复杂的解码逻辑会增加额外的时延。如果数据主要集中在一个主处理器与一个

3、从外设交换数据，那么其它的外设在此期间需处于IDEL或高阻状态，而对于多处理器设计的系统，其他的数据传输不能同时进行，增加了时延及等待。通过增加总线的宽度、提高总线的时钟、及采用多总线方案可以解决带宽、时延问题。但增加总线的宽度，只有外围设备能在一个时钟周期中能全部占有这些总线时才有效，否那么总线的利用率就不高，而提高总线的时钟也会受到一定的限制，同时会产生功耗方面的问题。一个有效的方法就是采用多总线方案。多总线的方案有多种实现形式，按不同速率对总线分段可以减少总线的竞争并且提高总线利用率；可采用独立的读写总线以进行同时的读写；可提供多个并行的总线，对主、从部件间进行点对点的连接，以实现一对主

4、、从部件的高速互连；另外还有一些有效的方式，如采用分层总线构架，采用交换矩阵或互连网络，来实现多个主、从部件的同时互连，等等。多种总线仲裁算法可以被采用。采用循环占用总线，实现最为简单；另外采用从部件仲裁〔Slave-sidearbitration〕的方案，在从部件需要数据传送时占有总线，有利于提高总线的利用率。对于流水线传送较多的情况，如何保证读写的流水线执行以减少时延也是总线仲裁考虑的一个重要方面。