وقال تشو Xiubin
(تسيبو كلية التدريب المهني في الهندسة الإلكترونية والكهربائية وشاندونغ تسيبو 255314)
: تكنولوجيا شركة نفط الجنوب هي وسيلة هامة للتصميم تصميم النظم المضمنة، وكيف أن مختلف الربط الملكية الفكرية الأساسية التي لها تأثير على كفاءة تصميم شركة نفط الجنوب من النظم المضمنة هائلة. وبعد مقارنة الحافلة على تنظيم رقاقة المشترك OpenCores اختيار تصميم عظم الترقوة الحافلة. اقترح الافراج عن صيانة المنظمة ومقرها OpenCores wb_conmax اثنين من تصميم حافلة عظم الترقوة. حافلة عظم الترقوة بالتالي من اثنين، حتى يتسنى للنظام شركة نفط الجنوب لدمج أكثر سهولة تعددية IP، في حين أن استراتيجية تحسين القوة المقترحة لتصميم متطلبات الطاقة المنخفضة. قبل الحد الأدنى تحليل تطبيق AEMB القائمة على نظام شركة نفط الجنوب في كل من تكوين النظام، والتحقق من جدوى للهيكل الحافلة لمدة تصميم المنخفضة للطاقة.
: Wb_conmax، واثنتان للحافلات، ونظام على رقاقة
: كود TB51 الوثيقة: A معرف المقالة: 0258-7998 (2014) 03-0022-03
في السنوات الأخيرة، وتكنولوجيا تصنيع الأجهزة تصميم FPGA ينضج بشكل كبير يقلل من تكلفة المنتج FPGA تصميم وتطوير وتقدم تكنولوجيا أشباه الموصلات وجمعية الإمارات للغوص (الإلكترونية أتمتة التصميم) التكنولوجيا يقلل أيضا ASIC (محدد تطبيق الدوائر المتكاملة) تصميم ويستند عتبة، إلى جانب المتغيرة باستمرار تكنولوجيا تصميم النظام، مما يجعل تصميم FPGA شركة نفط الجنوب (نظام على رقاقة) مبادئ التصميم مثل قبل متحكم وتصميم أسيك سنوات، كما تم استخدامها على نطاق واسع في تصميم النظم المضمنة.
تكنولوجيا شركة نفط الجنوب هي درجة عالية من التكامل، البرامج الثابتة للتكنولوجيا تكامل النظم. الفكرة الأساسية لاستخدام نظام تكنولوجيا تصميم شركة نفط الجنوب هي تطبيق نظام الكتروني كامل متكامل كل في شريحة واحدة. عملية تصميم شركة نفط الجنوب، ويستند معظم مميزة في مجال الملكية الفكرية (الملكية الفكرية) على رقاقة OCB حافلة (تشيب على باص) مضاعفة التقنية. كل وحدة IP النظام مع أنظمة أخرى مترابطة وحدات وظيفية التواصل عن طريق الحافلات على رقاقة، رقاقة حافلة وبالتالي فإن الاختيار الصحيح والتصميم الرشيد يكون لها تأثير كبير على تطبيقات نظام مضمن.
في الوقت الحاضر، ومعايير الحافلات أكثر تأثيرا وأهمها: حافلة IBM في CoreConnect والحافلات AMBA ARM، وحافلة عظم الترقوة Silicore وحافلة أفالون ألتيرا. أكبر الفرق بين هذه الأنواع الأربعة من التكنولوجيا الحافلة هو أن سلامة الفرق التي يقدمها كل من الخصائص والمواصفات الفنية.
في هذه الحافلات الأربع، عظم الترقوة الحافلة هي منظمة المعايير حافلة فقط على رقاقة وOpenCores الحرة التي اختيرت لتكون عظم الترقوة مستوى حافلة على الرقاقة، وتقدم عدد كبير من جوهر IP مفتوحة عظم الترقوة حافلة القائمة. لذلك، وذلك باستخدام تصميم عظم الترقوة حافلة شركة نفط الجنوب رقاقة، يمكنك استخدام الكثير من الموارد الحرة، والتي يمكن أن تنقذ تكاليف التطوير وتسريع عملية تطوير النظام.
1.1 عظم الترقوة حافلة نظرة عامة
وتحدد مواصفات عظم الترقوة حافلة واجهة عامة بين الربط من النوى IP يمكن استخدامها لربط النواة لينة، ونواة صلبة ونواة صلبة، وأية متطلبات خاصة لأدوات التطوير وتوافق الأجهزة المستهدفة مع ما يقرب من القائمة كل أداة التيار EDA التوليف، لا يمكن أن يتحقق مع مجموعة متنوعة من الأجهزة وصف اللغات.
هيكل الحافلة عظم الترقوة هو بسيط نسبيا، يعرف فقط حافلة عالية السرعة، ويوفر أربعة بنية الربط IP مختلفة:
(1) نقطة (نقطة إلى نقطة واحدة): الملكية الفكرية الأساسية لمدة مترابطة مباشرة.
(2) تدفق البيانات (تدفق البيانات): تستخدم لنقل البيانات بين عدد وافر من المتزامنة الأساسية IP التسلسلي.
(3) ناقل مشترك (ناقل مشترك): تعدد النوى IP حصة حافلة المشتركة.
(4) التبديل العارضة (التبديل العارضة): ربط في وقت واحد وافر من أعضاء الرئيسي، وتحسين الإنتاجية النظام.
نقطة جهاز الربط السماح لمحطة رئيسية 1 التواصل مع كل جهاز آخر، وتدفق البيانات الشبكة هي حالة خاصة من نقطة إلى نقطة ربط، شبكة ناقل مشترك يسمح اثنين أو أكثر من الأجهزة مع محطة رئيسية وأجهزة الاتصالات من فوق ولكن في أي وقت، والتواصل فقط سيد / الأجهزة مع بعضها البعض من الزوج، اتصال عبر يسمح التواصل المتبادل، ومعدل نقل البيانات وافر من السيد / العبد. 4 أنواع عظم الترقوة هيكل الحافلة التواصل هو مبين في الشكل (1).
في هذه البنية أربعة ربط، ويستخدم حاليا من قبل أكثر هيكل العارضة. في هذا التكوين، عدد وافر من الوصول مواز من الجهاز الرئيسي يمكن أن يكون الجهاز. ورغم أن هذا سيزيد من موارد المنطق الأجهزة، ولكن في نظام متعدد الماجستير يمكن أن تحسن بشكل كبير من نظام الإنتاجية.
1.2 تحليل التطبيق
حاليا منظمة OpenCores أصدرت عددا من يربط عبر استخدام IP حافلة بنية الأساسية عظم الترقوة، مثل wb_conmax، wb_conbus وtcp_top لمنصة ORP Openrisc معالج الإشارة في. معظم المصممين باستخدام IP على تصميم كاملة، ولكن تم تصميم التكوين مثل هذا النظام شركة نفط الجنوب القائم، مترابطة جميع الأجهزة السيد والعبد عبر حافلة واحدة. لأجهزة سرعات منخفضة، لتحقيق متطلبات التصميم توقيت، يجب تقليص حجم بالمنطق الأجهزة. ولكن على حلبة الأجهزة حافلة كان يعمل في الساعة عالية السرعة، وبالتالي زيادة مجمل استهلاك الطاقة النظام. في ضوء ذلك، شركة نفط الجنوب خلال تصميم، بسرعة الطرفية المختلفة، وذلك باستخدام آليات اثنين لتحقيق IP عظم الترقوة الربط الحافلة. وهذا ليس فقط تقديم الدعم لتطوير لاحقة من تصميم النظام والتحسين، ويمكن بسهولة أن تمتد إلى الأجهزة الطرفية أكثر مترابطة.
تصميم وتنفيذ اثنين من الباصات 2 عظم الترقوة
تم تصميم هذه المقالة يشبون اثنين حافلة wb_conmax جوهر القائمة على الملكية الفكرية، الأول لفترة وجيزة الأساسية wb_conmax.
2.1 بنية تنفيذ wb_conmax
wb_conmax ربط مصفوفة عظم الترقوة مواصفات الحافلات القائمة على بنية كروس مترابطة يمكن استخدامها مباشرة للحافلات مواصفات التصميم عظم الترقوة واستنادا IP المتكاملة. أنه يحتوي على الخصائص التالية:
(1) يدعم ما يصل إلى ثمانية الجهاز المضيف.
(2) ما يصل إلى 16 أجهزة الرقيق.
(3) المستوى 1 أو 2 أو 4 يدعم الأولوية.
قد تشير البنية الأساسية لFIG. يتضح من FIG، wb_conmax هيكل من 8 16، بشكل عام، لتلبية متطلبات نظام شركة نفط الجنوب، ويمكن تحقيق الجهاز الرئيسي مختلف والاتصالات بالتوازي مختلفة من الجهاز. لذلك، تم تطبيق IP في العديد من التصاميم.
تتجسد 2.2 عظم الترقوة اثنين حافلة
عظم الترقوة هنا تم تصميم على أساس wb_conmax اثنين حافلة الانتهاء من الهيكل الأساسي هو مبين في الشكل.
في تنفيذ محددة على هيكل FIG، wb_conmax0 استخدامها مباشرة wb_conmax المقدمة على OpenCores، مساحة العنوان المخصصة تخصيص مساحة العنوان كاف من مختلف نظام شركة نفط الجنوب التقليدي. wb_conmax0 wb_conmax1 على أساس القسم عملية فك عنوان عمله. حيث أن يربط الجسر حافلة مع تزامن البيانات الرئيسي بين الإشارات عنوان وwb_conmax0 wb_conmax1 .
2.2.1 wb_conmax تخصيص مساحة العنوان
دعم wb_conmax 16 جهاز الرقيق، والفضاء الافتراضي عنوان 0x0000_000،0x1000_0000،0x2000_0000 ... 0xf000_0000، كل الأجهزة عنوان مساحة الرقيق تصل إلى 256 MB. في تصميم النظم المضمنة بشكل عام، بغض النظر عن مساحة عنوان SDRAM كبير أو فلاش، ونحن قادرون على تلبية متطلبات التصميم. وهكذا، في هذا النظام، وتعريف الفضاء معالجة اثنين من الحافلة ضمن مجموعة من 256 MB.
2.2.2 حافلة تصميم جسر
عظم الترقوة اثنين حافلة لتصميم تطبيق معين لأن الربط البيني مع المعدات باستخدام معيار حافلة إشارة عظم الترقوة، بدلا من AMBA AHB إلى APB يكون نقطة، حتى لا تشارك في تصميم الحافلة جسر حافلة تحويل المشاكل، تنفيذ وتحقيق عنوان إشارات التزامن كود الرئيسية لمجالات مختلفة على مدار الساعة.
رمز عنوان (1) في جسر حافلة
عنوان wb_conmax1 wb_conmax ترميز بشكل مستقل، وذلك لتسهيل تطبيق لتلبية تصميم النظام، حيث عنوان نسبي ببساطة تعيين هو wb_conmax10x0000_0000،0x0100_0000،
0x0200_0000،0x0300_000 ... 0x0f00_0000. يمكن تعيين الأجهزة الرقيق إلى كل مساحة العنوان هو 16 MB، والتي تلبي أساسا عنوان سرعات منخفضة الطرفية للنظام مضمن. متصلة بواسطة جسر الحافلة هو مبين في الشكل. إذا كان الاتصال مع slave14 wb_conmax0، والنظام الفعلي سرعات منخفضة الوصول الطرفية عنوان 0xe000_0000،0xe100_0000،0xe200_
000،0xe300_0000 ... 0xef00_0000.
تصميم منطق المزامنة (2) في جسر حافلة
عظم الترقوة اثنين من تصميم الحافلة، وتعمل الحافلات على ترددين مختلفة على مدار الساعة لتلبية احتياجات الأجهزة تطبيقات مختلفة، فمن الضروري لجعل تصميم منطق متزامن في جسر الحافلة. لتشغيل بعض أو أكبر من البيانات انفجر نقل، وتصميم منطق المزامنة غالبا ما تستخدم لتحقيق FIFO، لأصغر من نقل البيانات الأخرى، واستخدام بسيطة اثنين من D الوجه بالتخبط السجل ردا على آلية إشارة انتظار تنفيذها.
في هذا التصميم، والمرحلة الثانية من وتيرة العمل في حافلة للمرحلة الأولى فقط تردد حتى تقسيم حافلة تردد التشغيل، ومنطق المزامنة ينتظر آلية إشارة استجابة. بشكل عام، ونظام الحافلات في متعدد المراحل وسرعة عالية في حافلة ومنخفضة السرعة تردد التشغيل الحافلة عادة 4 أو 2 مرات العلاقة . النظر في اثنين من الأجهزة الطرفية المتصلة تردد التشغيل الحافلة، وهما حافلة جسر حافلة تردد التشغيل إلى 4: 1 العلاقة. ينتظر عملية إشارة ردا على ذلك، يتحقق من خلال تحديد المقابلة مكافحة الأجهزة الشيء.
3 تطبيق الحد الأدنى اثنين من شركة نفط الجنوب هيكل نظام الحافلات
AEMB مفتوحة المعالج حافلة واجهة عظم الترقوة هنا ل والذاكرة على رقاقة على رقاقة ذاكرة الوصول العشوائي، GPIO UART تحكم، وتشكيل نظام الحد الأدنى شركة نفط الجنوب . وكان نظام شركة نفط الجنوب اثنين واحدة حافلة عظم الترقوة عظم الترقوة وربط الحافلة مبنيين. نظام شركة نفط الجنوب من منظور الواجهة الخارجية، وقد تم تجهيز نظام شركة نفط الجنوب مع مجموعتين من مبنيين كل وحدة تحكم GPIO وUART. هيكل الحافلة عظم الترقوة فيها على شركة نفط الجنوب واحد تكوين النظام مترابطة هو مبين في الشكل (3).
ويستند نظام شركة نفط الجنوب على اثنين من الحافلة هيكل التواصل، كما هو مبين في الشكل. كما في النموذج الأولي التحليل، ويرتبط مع uart0 GPIO0 في النظام كجهاز الحافلات عالية السرعة في المرحلة الأولى، المقابلة لأدنى مستوى في سرعة الطرفية uart1 gpio1 ومتصلة حافلة للمرحلة الثانية. والمرحلة الأولى حيث تم تعيين تردد الحافلة إلى 60 ميغاهيرتز، في حين ينقسم الحافلة الثانوية تردد العلاقة معها، و15 ميغاهرتز.
لتكوين نظام شركة نفط الجنوب من هذه النظم المختلفة، على أساس استخدام استنادا FPGA-EP2C50 QuartusII سلسلة متكاملة التكيف استهلاك الموارد ألتيرا الحصول عندما تقرير التنفيذ FPGA، كما هو مبين في الجدول رقم 1.
استخدام QuartusII في أداة متكاملة تحليل قوة PowerPlay من الطاقة أداة محلل تحليل قوة بسيطة. حيث تردد الحافلة singlebus_soc 60 ميغاهيرتز واحد، doublebus_soc تردد الحافلة المرحلة الأولى 60 ميغا هرتز، والمستوى الثاني تردد الحافلة 15 ميغاهرتز. بسيطة تحليل بنية السلطة من كلا النظامين هو مبين في الجدول 2.
من خلال مقارنة البيانات في تحليل الجدول 1، بالمقارنة مع هيكل حافلة واحدة، وذلك لأن استخدام اثنين من هيكل الحافلة المنطق المرتبطة جسر الحافلات، بحيث تنفيذ الأجهزة من منطقة شركة نفط الجنوب نظام زيادة. من المقارنة بين بيانات يبين الجدول 2 أن استخدام بنية النظام شركة نفط الجنوب حافلة الديناميكية الأساسية الطاقة من اثنين انخفاضا كبيرا بالمقارنة مع نظام شركة نفط الجنوب هيكل حافلة واحدة.
هذا الاختيار من عظم الترقوة شركة نفط الجنوب حافلة تصميم النظام. من خلال تحليل عظم الترقوة مواصفات الحافلات، والقيود تصميم النظام وجدنا استنادا عظم الترقوة ربط مواصفات الحافلة. لهذا، نقترح على أساس wb_conmax تصميم عظم الترقوة حافلة الثانوي. عظم الترقوة بالتالي من الحافلة اثنين، لذلك يمكن تقسيمها بسهولة IP الربط النظام وفقا لنوع من تصميم النظام، وتحسين إعادة تصميم، في الوقت الذي توفر لانخفاض استراتيجية التحسين السلطة متطلبات التصميم أكثر صرامة. وأخيرا، يقوم نظام شركة نفط الجنوب على هيكلين حافلة مختلفة مترابطة لتحقيق تحليل شامل لاستهلاك الطاقة من خلال تبسيط نظام الهياكل شركة نفط الجنوب، للتحقق من جدوى العمارة اثنين حافلة تطبيقها في تصميم الطاقة المنخفضة.
مراجع
منظمة OpenCores. عظم الترقوة النظام على رقاقة (شركة نفط الجنوب) بين العمارة اتصال النوى IP المحمولة .Revision: B.3،2002-09-07: 4-32.
RUDOLF U.Wishbone ربط مصفوفة IP الأساسية .Rev.1.13،2002-10-03: 5-12.
سونغيون يانغ، Luoren غوي، IRON AND الخ الأمامي تصميم نظام نهاية عظم الترقوة / AMBAAHB على رقاقة جسر حافلة المهندسين الإلكترونية، 2007 (33): 18-20.
كايوان البحر، وانغ تشاو، حقق تشنغ يونغ. فيق السائقين على منصة المستندة إلى ويندوز سي S3C2440 و الحواسيب الصغيرة والتطبيق، 2012،31 (24): 89-91.
التوت سانت فنغ، المدرسة تشانغ في البلاد، وبينغ .AEMB لينة النواة منصة نظام التحقق معالج شركة نفط الجنوب متحكم والأنظمة المدمجة، 2010 (4): 43-45.
يان يونغ مينغ، وليو يى مين، وقال، وهلم جرا. تصميم نظام يقوم SOPC وتنفيذ لينة الأساسية 8051 التكنولوجيا الالكترونية، 2005،31 (10): 72-75.
