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AHB总线控制器IP设计

作　者: 余志强
导　师: 戎蒙恬；袁丹寿
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 总线 系统芯片 IP 逻辑设计
分类号: TN402
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


集成电路设计工艺技术进入超深亚微米后,芯片的设计能力和工艺制造能力有了很大提高。早期数字集成电路设计基于时序驱动,现在的SOC设计主要采用基于IP重用的设计方法。SOC芯片的整体性能、系统功耗和各模块设计的复杂程度主要是由内部总线的设计来决定。系统内部总线设计是决定SOC芯片设计成功与否的关键。由ARM公司推出的AMBA片上总线是业界最流行的总线标准之一,众多IP设计工程师和SOC系统集成工程师广泛应用AMBA总线于各项设计中。AMBA总线规范包括AHB系统总线,ASB总线和APB外围总线。AHB总线主要用于CPU、DSP和DMA等高性能模块之间的连接,由主设备、从设备和基础结构3部分组成。本论文在研究SOC芯片内部互连总线和IP设计流程规范的基础上,充分理解AHB总线协议,完成了应用于监控系统SOC芯片EEYE中的AHB总线控制器的设计。SOC芯片EEYE用AHB总线控制器实现了存储单元的共享,节省了系统存储器的开销。结合AHB总线在EEYE芯片中的具体应用,提出了用总线控制器管理系统的门控时钟来降低芯片功耗的新思路,并用电路实现了此功能。AHB总线控制器采取自顶向下的设计方法,分为仲裁器,译码器,选择器,寄存器,门控时钟信号产生等模块。整个电路用硬件描述语言VERILOG完成逻辑设计,通过了MODELSIM逻辑验证,并且完成了DC综合。根据公司和业界IP设计规范和流程实现了AHB总线控制器的IP化。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-14
  1.1 研发背景  11-12
  1.2 研发目的  12-13
  1.3 论文结构  13-14
第二章 SOC 设计  14-18
  2.1 SOC 概念  14-15
  2.2 SOC 总线  15-16
  2.3 设计方法学  16-17
  2.4 小结  17-18
第三章 IP 设计流程  18-23
  3.1 IP 的概念  18-19
  3.2 IP 设计流程  19-20
  3.3 IP 的集成  20-22
  3.4 小结  22-23
第四章 AHB 协议概述  23-36
  4.1 简介  23-26
  4.2 主设备  26-27
  4.3 从设备  27-28
  4.4 仲裁器  28-30
  4.5 控制信号  30-32
  4.6 AHB 操作类型  32-35
    4.6.1 传输简介  32-33
    4.6.2 基本传输  33-34
    4.6.3 成组传输  34-35
  4.7 小结  35-36
第五章 应用于SOC 芯片EEYE 中的AHB 总线控制器设计  36-61
  5.1 监控系统SOC 芯片EEYE  36-42
    5.1.1 监控系统总体描述  36-38
    5.1.2 EEYE 芯片中存储器使用  38-40
    5.1.3 模块互连方案比较  40-42
  5.2 AHB 总线控制器详细设计  42-54
    5.2.1 电路总体框图  42-43
    5.2.2 AHB 总线控制器接口  43-45
    5.2.3 ARBITER 模块设计  45-48
    5.2.4 DECODER 模块设计  48-49
    5.2.5 主设备优先权控制  49-50
    5.2.6 主设备信号选择器  50-51
    5.2.7 从设备信号选择器  51-52
    5.2.8 寄存器设计  52-54
    5.2.9 总线默认从设备设计  54
  5.3 AHB 总线控制器对系统功耗的管理  54-56
  5.4 仿真  56-59
  5.5 综合  59-60
  5.6 小结  60-61
第六章 AHB 总线控制器的IP 化  61-67
  6.1 电路端口的IP 化  61-62
  6.2 寄存器电路的IP 化  62-63
  6.3 IP 设计环境  63-65
  6.4 IP 的低功耗设计  65
  6.5 IP 设计文档  65-66
  6.6 小结  66-67
第七章 总结与展望  67-68
  7.1 论文总结  67
  7.2 后续展望  67-68
参考文献  68-69
符号与标记（附录1）  69-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 一般性问题 > 设计
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