[發明專利]用于Avalon總線向Crossbar總線的通訊轉換橋設備及其通訊轉換方法

有效

• 申請號: 201310465254.6
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103744817A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 吳迪;陳鑫;張珂
• 申請（專利權）人: 蘇州愛思索電子科技有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種訊轉換橋設備及其轉換方法，尤其涉及一種用于Avalon總線向Crossbar總線的通訊轉換橋設備及其通訊轉換方法。

背景技術

Avalon總線是Altera公司設計的用于SOPC（System?On?Programmable?Chip，可編程片上系統）中，連接片上處理器和其他IP模塊的一種簡單的總線協議，規定了主部件和從部件之間進行連接的端口和通信的時序。

Avalon總線的主要設計目的是：簡單性，提供一種非常易于理解的協議；優化總線邏輯的資源使用率，將邏輯裝置保存在PLD（Programmable?Logic?Device，可編程邏輯器件）中；同步操作，將其它的邏輯裝置很好地集成到同一PLD中，所有外設的接口與Avalon總線時鐘同步，不需要復雜的握手/應答機制。這樣就簡化了Avalon總線的時序行為，而且便于集成高速外設。Avalon總線以及整個系統的性能可以采用標準的同步時序分析技術來評估，這樣避免了復雜的時序。

Avalon接口規范是為可編程片上系統SOPC環境下外設的開發而設計的，總線設備分為主從設備，并各有其工作模式。為外設的設計者提供描述主外設和從外設中基于地址讀/寫接口的基礎。Avalon采用了開關結構及從部件仲裁方式提供對主部件的同時互連，外部件與Avalon始終同步操作，使用非三態總線，主、從部件間多種帶寬互連，支持數據流傳輸。Avalon同時對總線信號的定時、主從部件傳輸的信號作了定義，以便于不同IP核的集成。Altera大部分結構復雜的IP都采用此標準。

Avalon片上總線結構具有性能好、應用范圍廣和協議規范公開化等優點，使它成為眾多IP開發商和SOC系統集成者廣為采用的一種流行工業標準片上總線結構。

Avalon總線作為主端口，其接口信號為：

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其中alm_waitrequest為從設備返回的等待信號，alm_readdatavaild為從設備在進行流水線傳輸時返回的信號，alm_irq是從設備請求主設備中斷時返回的信號，alm_endofpacket是在流傳輸模式下從設備發出的信號，alm_data是三態傳輸下的信號。

Avalon總線作為從端口，其接口信號為：

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Crossbar（即CrossPoint）被稱為交叉開關矩陣或縱橫式交換矩陣，它是業界公認的用于構建大容量系統的首選交換網絡結構。總線交換、環形交換和共享內存交換結構都是某種程度上的共享帶寬，而Crossbar結構的交換網完全突破了這種限制，在交換網絡內部沒有帶寬的瓶頸，不會因為帶寬資源不夠而產生阻塞。Crossbar結構的交換網采用了一種矩陣結構實現了無阻塞交換。Crossbar交換網絡在數據平面沒有任何瓶頸。這正是因為Crossbar引入了交換矩陣這種新的交換方式，摒棄了共享帶寬的交換方式，在數據交換方式上是一種革命性的變化。Crossbar交換網的擴展能力非常強，交換容量可以做的很大，基本不受硬件條件限制，目前單顆芯片交換容量在256G－700G之間，多顆芯片可以構建T級乃至幾T容量的大型交換網絡，足以滿足當前和未來幾年網絡對交換容量的需求，并且隨著硬件集成技術的進步，單顆Crossbar芯片支持的容量會更大。

每一條輸入線路與每個輸出線路都有一個交叉點。在交叉點處由一個半導體開關連接輸入線路與輸出線路。當來自某個接口的輸入線路需要交換到另一個接口的輸出點時，在CPU或交換矩陣控制器的控制下，將交叉點的開關連接，數據就發送到另一個接口。

Crossbar總線作為從端口，其接口信號為：