嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,半導(dǎo)體工業(yè)進(jìn)入深亞微米時(shí)代,器件特征尺寸越來越小,芯片規(guī)模越來越大,可以在單芯片上集成上百萬到數(shù)億只晶體管。如此密集的集成度使我們現(xiàn)在能夠在一小塊芯片上把以前由CPU和若干I/O接口等數(shù)塊芯片實(shí)現(xiàn)的功能集成起來,由單片集成電路構(gòu)成功能強(qiáng)大的、完整的系統(tǒng),這就是我們通常所說的片上系統(tǒng) SoC（System on Chip）。由于功能完整,SoC逐漸成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的主流。
SoC相比板上系統(tǒng),具有許多優(yōu)點(diǎn)：
① 充分利用IP技術(shù),減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性和開發(fā)成本,縮短產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間;
② 單芯片集成電路可以有效地降低系統(tǒng)功耗;
③ 減少芯片對(duì)外引腳數(shù),簡(jiǎn)化系統(tǒng)加工的復(fù)雜性;
④ 減少外圍驅(qū)動(dòng)接口單元及電路板之間的信號(hào)傳遞,加快了數(shù)據(jù)傳輸和處理的速度;
⑤ 內(nèi)嵌的線路可以減少甚至避免電路板信號(hào)傳送時(shí)所造成的系統(tǒng)信號(hào)串?dāng)_。
由于片上總線與板上總線應(yīng)用范圍不同,存在著較大的差異,其主要特點(diǎn)如下：
① 片上總線要盡可能簡(jiǎn)單。首先結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單,這樣可以占用較少的邏輯單元;其次時(shí)序要簡(jiǎn)單,以利于提高總線的速度;第三接口要簡(jiǎn)單,如此可減少與IP核連接的復(fù)雜度。
② 片上總線有較大的靈活性。由于片上系統(tǒng)應(yīng)用廣泛,不同的應(yīng)用對(duì)總線的要求各異,因此片上總線具有較大的靈活性。其一,多數(shù)片上總線的數(shù)據(jù)和地址寬度都可變,如AMBA AHB支持32位~128位數(shù)據(jù)總線寬度;其二,部分片上總線的互連結(jié)構(gòu)可變,如Wishbone總線支持點(diǎn)到點(diǎn)、數(shù)據(jù)流、共享總線和交叉開關(guān)四種互連方式;其三,部分片上總線的仲裁機(jī)制靈活可變,如Wishbone總線的仲裁機(jī)制可以完全由用戶定制。
③ 片上總線要盡可能降低功耗。因此,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),總線上各種信號(hào)盡量保持不變,并且多采用單向信號(hào)線,降低了功耗,同時(shí)也簡(jiǎn)化了時(shí)序。上述三種片上總線輸入數(shù)據(jù)線和輸出數(shù)據(jù)線都是分開的,且都沒有信號(hào)復(fù)用現(xiàn)象。
AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）總線規(guī)范是ARM公司設(shè)計(jì)的一種用于高性能嵌入式系統(tǒng)的總線標(biāo)準(zhǔn)。它獨(dú)立于處理器和制造工藝技術(shù),增強(qiáng)了各種應(yīng)用中的外設(shè)和系統(tǒng)宏單元的可重用性。AMBA總線規(guī)范是一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn),可免費(fèi)從ARM獲得。目前,AMBA 擁有眾多第三方支持,被ARM公司90%以上的合作伙伴采用,在基于ARM處理器內(nèi)核的SoC設(shè)計(jì)中,已經(jīng)成為廣泛支持的現(xiàn)有互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)之一。AMBA總線規(guī)范2.0于1999年發(fā)布,該規(guī)范引入的先進(jìn)高性能總線（AHB）是現(xiàn)階段AMBA實(shí)現(xiàn)的主要形式。AHB的關(guān)鍵是對(duì)接口和互連均進(jìn)行定義,目的是在任何工藝條件下實(shí)現(xiàn)接口和互連的最大帶寬。AHB接口已與互連功能分離,不再僅僅是一種總線,而是一種帶有接口模塊的互連體系。
Avalon總線是Altera公司設(shè)計(jì)的用于SOPC（System On Programmable Chip,可編程片上系統(tǒng)）中,連接片上處理器和其它IP模塊的一種簡(jiǎn)單的總線協(xié)議,規(guī)定了主部件和從部件之間進(jìn)行連接的端口和通信的時(shí)序。
好文章！
