片上系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀及前景

　　從圖2可以看到，AMBA也設(shè)計(jì)了3種總線結(jié)構(gòu)和1個(gè)總線之間的橋。不同的是，AHB/ASB總線是并列的關(guān)系。AHB/ASB總線都是系統(tǒng)總線，都可以實(shí)現(xiàn)與高性能設(shè)備的高速連接。ASB總線是ARM的第一代系統(tǒng)總線，但是ARM還是建議在新的設(shè)計(jì)中使用AHB總線。這不僅因?yàn)锳HB可以實(shí)現(xiàn)更高性能的連接，而且由于AHB在使用ASIC開(kāi)發(fā)的自動(dòng)設(shè)計(jì)工具中整合起來(lái)更容易。APB橋的功能只是減少低性能總線對(duì)高性能總線造成的延遲。

1.3 Silicore的Wishbone綜述

　　圖3是Wishbone的邏輯總線結(jié)構(gòu)圖。

圖3 Wishbone邏輯總線結(jié)構(gòu)圖

　　圖3中Wishbone的邏輯結(jié)構(gòu)是這三種總線結(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的一種，而且它只定義了一種總線結(jié)構(gòu)——高速總線。如果一個(gè)系統(tǒng)既需要高速，也需要低速外部設(shè)備總線，則可以提供兩個(gè)不同的Wishbone接口。這樣要比設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的總線接口簡(jiǎn)單。Wishbone的用戶必須根據(jù)具體情況對(duì)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)展和詳細(xì)設(shè)計(jì)，定義數(shù)據(jù)順序和標(biāo)簽的意義。其它的特性和函數(shù)同樣也可以由用戶自行添加。從這個(gè)意義上說(shuō)，Wishbone更像是給出了一個(gè)框架，等待用戶提出具體的實(shí)現(xiàn)方法和規(guī)范。

2 分析和對(duì)比

　　所有這三種總線都采用完全同步的方式，以時(shí)鐘信號(hào)為參考，在時(shí)鐘信號(hào)上升沿進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)或采樣。此外，它們?cè)诳偩€操作方式上也基本相同。三種總線最顯著的不同之處在于它們具體的性能參數(shù)、提供協(xié)議的完整性以及對(duì)協(xié)議應(yīng)用的嚴(yán)格性。

　　表1主要對(duì)CoreConnect的PLB總線和AMBA的ASP總線結(jié)構(gòu)作一對(duì)比，以便更清楚地看到這兩個(gè)系統(tǒng)的性能差別。

表1

　　還有一個(gè)很重要的問(wèn)題是如何使用。雖然三種總線都聲明是免費(fèi)使用的，但是IBM的CoreConnect和ARM的AMBA都要求用戶注冊(cè)，使用中要標(biāo)明原公司出處。更重要的是，對(duì)IBM和ARM來(lái)說(shuō)總線是免費(fèi)的，但是連接這些總線的IP不是免費(fèi)的。當(dāng)然可以自己設(shè)計(jì)符合以上兩種總線標(biāo)準(zhǔn)的IP，并免費(fèi)提供給別人使用，但是IBM和ARM可沒(méi)有這樣做。相反，開(kāi)放知識(shí)產(chǎn)權(quán)模塊組織（OpenCoreS.ORG）將Wishbone作為自己開(kāi)發(fā)SoC系統(tǒng)采用的總線結(jié)構(gòu)。這在其網(wǎng)站上可以看到。

3 結(jié)論

　　從這三種結(jié)構(gòu)上我們可以看到，它們的設(shè)計(jì)程度是重、中、輕三個(gè)等級(jí)。IBM的CoreConnect是重度設(shè)計(jì)，適合復(fù)雜和高端的應(yīng)用，需要遵守嚴(yán)格的操作協(xié)議；AMR的AMBA是中度設(shè)計(jì)，適合較復(fù)雜的應(yīng)用，需要遵守較簡(jiǎn)單的操作協(xié)議；而Wishbone是輕度設(shè)計(jì)，適合較簡(jiǎn)單、靈活、增加自己定義部分的應(yīng)用，使用是完全免費(fèi)的。

　　IBM的先天優(yōu)勢(shì)使得CoreConnect能在業(yè)界長(zhǎng)期存在，即便它不被廣泛接受。由于ARM的大力推廣和AMBA自身的技術(shù)特性，這種總線協(xié)議會(huì)在大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域被更多的設(shè)計(jì)者采用；而由于OpenCoreS組織的大力支持，Wishbone總線也將在比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，在自由設(shè)計(jì)者和中小型EDA企業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位。