高帶寬嵌入式應(yīng)用中SoC微控制器的總線設(shè)計(jì)

　　使用循環(huán)仲裁

　　在前面例子中，當(dāng)基于特定仲裁再分配調(diào)度方案的LCD請(qǐng)求額外的總線訪問時(shí)，程序設(shè)計(jì)者可根據(jù)LCD必須處理的數(shù)據(jù)流的性質(zhì)來指定分配給LCD的優(yōu)先級(jí)。如果程序設(shè)計(jì)者認(rèn)為需要分配10個(gè)槽位給LCD控制器，剩余的6個(gè)槽位會(huì)按最初仲裁方案分配給其它總線主控。這樣LCD控制器可獲得十倍于正常情況下可得到的帶寬，以及十倍于其它主控的帶寬來處理這種特定情形下的負(fù)載。

　　當(dāng)通過以太網(wǎng)連接傳送數(shù)據(jù)、同時(shí)LCD屏幕進(jìn)行刷新的時(shí)候，這種特性十分重要。LCD需要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行刷新，且不會(huì)被以太網(wǎng)請(qǐng)求中斷。

　　在典型的AMBA總線架構(gòu)中，如果LCD對(duì)總線提出請(qǐng)求，不論有怎樣的刷新需求，它都不得不等待直到以太網(wǎng)主控將總線釋放出來。采用新的循環(huán)可編程仲裁方案，程序設(shè)計(jì)者可降低以太網(wǎng)傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)，使數(shù)據(jù)以更低但可接受的速率傳輸，確保LCD得以適當(dāng)?shù)厮⑿露恢劣谑蛊聊怀霈F(xiàn)空白。

　　如果為保證活動(dòng)畫面顯示對(duì)LCD延時(shí)和帶寬要求極高，則以太網(wǎng)協(xié)議需求還可進(jìn)一步降低傳輸速率。但停止數(shù)據(jù)流傳輸是不可以的。實(shí)際上，如果LCD主控控制了該總線并且只有當(dāng)刷新工作完成后才將總線釋放，則有可能停止數(shù)據(jù)流的傳輸。

　　在外圍總線中增加突發(fā)模式DMA

　　在基于AMBA的設(shè)計(jì)中，外圍總線的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是假定基于ARM內(nèi)核的嵌入式器件用于低端性能應(yīng)用。但現(xiàn)在的器件經(jīng)常需要在不切斷低帶寬外圍電路訪問總線資源的情況下，運(yùn)行一種或多種高帶寬應(yīng)用。在具有較多外圍電路的設(shè)計(jì)中，這種情況特別容易出問題。例如NS9750或NS9360，它們支持USB、I2C，具有四個(gè)多功能串行模塊(可選用UART或SPI，同步模式下的速率可達(dá)11Mbps)、50個(gè)單獨(dú)的可編程GPIO引腳、一個(gè)IEEE1284外圍端口以及16個(gè)通用定時(shí)器或計(jì)數(shù)器(每個(gè)都有自己的I/O引腳)。

　　在傳統(tǒng)的APB實(shí)現(xiàn)方案中，采用FIFO就足以應(yīng)付通信外設(shè)(如UART)的低速率傳輸，F(xiàn)IFO可以在處理器必須介入并訪問APB之前將數(shù)個(gè)字節(jié)傳送到接口。但在本文所描述的許多高端嵌入式應(yīng)用中，一個(gè)或多個(gè)這樣的外圍電路可能需要高帶寬傳輸，要求能通過APB/AHB橋快速訪問主要的高性能總線。

　　一種讓外圍總線工作于這種突發(fā)模式的方法，是僅用一條突發(fā)模式外圍總線(如NetSilicon的 BBUS)替代APB總線。這種突發(fā)模式外圍總線帶有四個(gè)支持突發(fā)模式的總線主控(見圖3)：第一個(gè)總線主控是具有13個(gè)通道的DMA引擎，支持13個(gè)USB端點(diǎn)；第二個(gè)總線主控是具有12個(gè)通道的DMA引擎，支持4個(gè)串行模塊(每個(gè)串行模塊有8個(gè)通道)和1284端口；第三個(gè)總線主控為BBUS-AHB橋，它包含一個(gè)DMA引擎，該引擎具有可訪問AHB系統(tǒng)總線的通道；第四個(gè)總線主控是一個(gè)USB宿主模塊。另外，這種DMA引擎有兩個(gè)獨(dú)立的專用DMA通道，可支持連接到外部存儲(chǔ)總線的外部設(shè)備。為簡化突發(fā)模式狀態(tài)，每一個(gè)內(nèi)部DMA通道以“飛越模式”(fly-by mode)在系統(tǒng)存儲(chǔ)器及BBUS外圍電路之間傳輸數(shù)據(jù)，而兩個(gè)外部DMA通道則選擇存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的傳輸模式。