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片上总线Wishbone 学习(一)Wishbone总线规范介绍

Wishbone总线产生、发展市场是推动技术前进的主要动力,人们对各种电子产品不断的更新,更好,更完美的追求刺激了技术的不断升级和创新。反

Wishbone总线发生、开展

商场是推进技能行进的首要动力,人们对各种电子产品不断的更新,更好,更完美的寻求影响了技能的不断晋级和立异。反映在IC规划范畴,人们开端寻求芯片的体系化,单一化,全体化,杰出着重从微观上进步芯片上的功能。SoC正是在这样的环境下孕育而生,并获得了快速的开展。查询,2004年SoC芯片占芯片规划的26%;猜测,到2010年商场上90%的芯片是SOC芯片。Wishbone总线也是习惯了芯片技能的开展,提出的一种片上总线体系计划。该计划有助于SoC芯片的整合,加速芯片规划及充分利用前人开发的IP核等。传统的IP核规划没有考虑到可重用规划办法,因而在SoC中要将这些由不同厂家开发的IP核集成到一个芯片中不是一件很简略的事。首要遇到的是怎么有用,牢靠的把两个或以上的IP核信号互联起来。Silicore公司开发的Wishbone总线能有用的将各种需求的IP核整合起来,使他们之间能够无障碍的通讯。而且Wishbone的规划简略、易行,能够习惯各种类型IP(软核,固核,硬核)。
1999年6月,Silicore公司发布Wishbone总线标准A版,即初级版:
1999年7月,Silicore公司发布Wishbone总线标准A.1版;
2001年1月,Silicore公司发布Wishbone总线标准B版;
2001年1月,Silicore公司发布Wishbone总线标准B.1版;
2002年1月,Silicore公司发布Wishbone总线标准B.2版:
2002年9月,Silicore公司发布Wishbone总线标准B.3版。

Wishbone总线规划思维

片上总线规划遵从简略,灵敏和可移植性。这样能够在不增加杂乱度的状况下将各个不同IP模块衔接起来。Wishbone便是这样的一种总线,它能够有用的协助体系工程师标准化IP模块的接口,完结SOC。Wishbone是选用主端(MASTER)和从端(S“wE)的架构。主端模块宣布数据传送恳求,然后经过一个互连网络和从端进行数据交流,如图3一l所示。这个互连网络咱们称之为INTERCON,它使得主端顺畅拜访从端。图1中圆圈部分是INTERCON,起到衔接主端和从端的效果。它的效果

相似电信范畴的术语“云朵”。在电信范畴,电话体系被模仿成云朵,它代表电话交流和传输体系。电话机依据电话号码经过云朵和另一端树立衔接。假如电话衔接的是同一幢大楼的另一电话,那么云朵代表的是当地的一个小交流体系:假如电话衔接是另一个国家的,那么云朵代表的是光纤和卫星组成的一个传输体系。也便是说,不同地域的主端和从端相连,运用不同的衔接方法。Wishbone总线与此相同,终端相似电话机,1NTERCON相似电话网络“云朵”,各终端之间拜访经过INTERCON,再依据不同的状况选用不同的互连方法。Wishbone将它称为可变互连网络。可变互连网络的衔接方法有点对点,数据流,同享总线和穿插总线。

图 1 Wishbone体系架构

Wishbone姓名的由来

依据美国韦伯斯特(Webster,1758—1843,美国词典编辑家)词典,WISHBONE是指大多数鸟类胸骨前的一块叉状型的锁骨。在姓名界说初期,Silicore公司设想找一个能够反映双向总线这一特色的姓名。这些总线是由多路选择器和三态门完结的,它们的形状相似Y,和锁骨(WISHBONE)相似,所以后来被称为WISHBONE总线。这个姓名是由Wade Peterson,一名Silicore公司的工程师,在当年美国感恩节上提出的。

Wishbone总线的首要特征

一般总线标准的一起特色为一起适用于于软核、固核和硬核规划;对开发东西和方针硬件没有特殊要求,而且简直兼容已有的一切归纳东西;能够用多种硬件描绘言语来完结;支撑结构化规划办法学,以进步大团队的规划功率;灵敏的数据和地址总线宽度,支撑大端和小端操作;支撑主从设备接口,支撑多主设备,这是片上同享总线通讯一切必要的,多个主设备一起需求进行总线操作时,由裁定器决议当时哪个主设备能够运用总线,裁定逻辑用户能够自行界说。此外,在作者看来,Wishbone总线标准的特色还包含:

1.支撑点到点、同享总线、十字穿插(Crossbar)和根据交流结构(Switchfabric)的互联。Wishbone总线标准是”轻量级(Lightweight)”标准,它实践上愈加侧重于点对点互联以及杂乱度不高的同享总线片上体系互联。因而,与其他总线标准比较,Wishbone的接口愈加简略紧凑,接口需求的互联逻辑十分少(见本章后续的比如),这是Wishbone的一个重要优势。了解AMBA总线的读者在读完本章后就能够理Wishbone比AMBA总线简略的多,可是两者各有个的优势。AMBA将一切的外设分为高速设备和低速设备,高速设备衔接到体系总线,一般通讯的数据量也较大,如SDRAM操控器、NANDFlash操控器、LCD操控器,低速设备衔接外设总线,一般通讯数据量小,如通用串口、计时器等。外设总线与体系总线经过总线桥接器相连。在实践体系中,处理器、体系总线、外设总线间的时钟频率的典型比值之一是4:2:1,因而整个体系的功耗被有用下降。别的一个优点是经过在总线桥接器中增加DMA引擎,体系总线和外设总线能够完结速率解耦。而按照Wishbone标准,Wishbone总线上一切设备都要衔接到同一总线,无论是高速设备仍是低速设备。与Wishbone总线比较,AMBA的缺陷是规划较为杂乱。可是实践上,Wishbone总线也规划为相似AMBA总线的架构,但此刻体系为双Wishbone总线架构。

2.支撑典型的数据操作,包含:单次读/写操作、块读/写操作,读改写(RMW,Read-Modify-Write,细节见后文)操作。最快状况下一个时钟周期可完结一次操作,操作的完毕方法包含:成功、过错和重试(Retry)。一个总线周期完结一次操作,一次操作能够是单次读/写操作、块读/写操作或许读改写操作。操作总是在某一总线周期内完结的,因而操作完毕方法也称为总线周期完毕方法,两者说法在后文将视状况运用。成功是操作的正常完毕方法,过错表明操作失利,形成失利的原因可能是地址或许数据校验过错,写操作或许读操作不支撑等。重试表明从设备当时忙,不能及时处理该操作,该操作能够稍后从头建议。接收到操作失利或许重试后,主设备怎么呼应取决于主设备的规划者。

3.答应从设备进行部分地址解码,有利于减少了冗余地址译码逻辑,进步地址译码速度。这一点本书将经过实例阐明。

4.支撑用户界说的标签。这些标签能够用于为地址、数据总线供给额定的信息如奇偶校验,为总线周期供给额定的信息如中断向量、缓存操控操作的类型等。Wishbone标准只界说标签的时序,而标签的详细意义用户可自行界说。支撑用户界说的标签是Wishbone标准差异与其他片上总线标准的重要特征之一。

5.全同步化规划,包含复位方法。可是实践上复位方法选用同步仍是异步并不影响IP的互联互通,因而兼容Wishbone标准的IP完全能够选用异步方法,http://www.opencores.org上面的许多兼容Wishbone标准的开源IP选用的便是异步复位。

总结以上内容,Wishbone总线标准差异于其他总线标准的两个中心特色是:(1)是轻量级标准,因而接口愈加简略紧凑;(2)支撑支撑用户界说的标签。

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