[發(fā)明專利]一種PLB-AXI總線轉(zhuǎn)換橋及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010888401.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112035389B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 李磊;賈一鳴;肖建青;巨新剛;于飛;趙翠華;婁冕
• 申請（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F15/78
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種PLB-AXI總線轉(zhuǎn)換橋的工作方法，其特征在于，PLB-AXI總線轉(zhuǎn)換橋包括：

PLB從接口單元(100)，實現(xiàn)對PLB訪問協(xié)議接口的劃分，用于處理PLB接口信號，PLB從接口單元(100)包括命令/地址接口(101)、寫數(shù)據(jù)接口(102)和讀數(shù)據(jù)接口(103)，命令/地址接口(101)用于接收命令/地址信號，寫數(shù)據(jù)接口(102)用于接收寫數(shù)據(jù)信號，讀數(shù)據(jù)接口(103)用于發(fā)送讀數(shù)據(jù)信號；

協(xié)議轉(zhuǎn)換控制單元(200)，實現(xiàn)PLB協(xié)議到AXI協(xié)議的完整轉(zhuǎn)換，協(xié)議轉(zhuǎn)換控制單元(200)包括PLB協(xié)議解析單元(201)、寫通道單元(202)、寫命令/地址FIFO單元(203)、寫數(shù)據(jù)FIFO單元(204)、讀通道單元(205)、讀命令/地址FIFO單元(206)、讀數(shù)據(jù)FIFO單元(207)和AXI協(xié)議解析單元(208)；PLB協(xié)議解析單元(201)分別與寫通道單元(202)和讀通道單元(205)連接，寫通道單元(202)分別通過寫命令/地址FIFO單元(203)和寫數(shù)據(jù)FIFO單元(204)與AXI協(xié)議解析單元(208)連接；讀通道單元(205)分別通過讀命令/地址FIFO單元(206)和讀數(shù)據(jù)FIFO單元(207)與AXI協(xié)議解析單元(208)連接；

PLB協(xié)議解析單元(201)用于實現(xiàn)對PLB命令/地址和讀寫數(shù)據(jù)協(xié)議的解析和選擇；寫通道單元(202)用于接收PLB協(xié)議解析單元(201)單元解析完成的寫協(xié)議，并分配到對應的寫通道，包括寫命令/地址通道、寫數(shù)據(jù)通道、寫應答通道；寫命令/地址FIFO單元(203)用于接收并緩存寫通道單元(202)中寫命令/地址通道發(fā)送的命令信息；寫數(shù)據(jù)FIFO單元(204)用于接收并緩存寫通道單元(202)中寫數(shù)據(jù)通道發(fā)送的數(shù)據(jù)；讀通道單元(205)用于接收PLB協(xié)議解析單元(201)單元解析完成的讀協(xié)議，并分配到對應的讀通道，包括讀命令/地址通道、讀數(shù)據(jù)通道和讀應答通道；讀命令/地址FIFO單元(206)用于接收并緩存(205)中讀命令/地址通道發(fā)送的命令信息；讀數(shù)據(jù)FIFO單元(207)用于將從AXI協(xié)議解析單元(208)中接收并緩存的數(shù)據(jù)發(fā)送至(202)中讀數(shù)據(jù)通道；AXI協(xié)議解析單元(208)用于實現(xiàn)對AXI協(xié)議的解析和選擇，實現(xiàn)從寫命令/地址FIFO單元(203)、寫數(shù)據(jù)FIFO單元(204)、AXI協(xié)議解析單元(208)獲取命令或數(shù)據(jù)，解析為AXI協(xié)議發(fā)送至AXI主接口單元(300)；

AXI協(xié)議解析單元(208)接收AXI主接口單元(300)發(fā)送的數(shù)據(jù)緩存到讀數(shù)據(jù)FIFO單元(207)中；

AXI主接口單元(300)，實現(xiàn)對AXI訪問協(xié)議接口的劃分，用于處理AXI接口信號，AXI主接口單元(300)包括地址接口(301)、寫數(shù)據(jù)接口(302)和讀數(shù)據(jù)接口(303)，地址接口(301)用于發(fā)送地址信號，寫數(shù)據(jù)接口(302)用于發(fā)送寫數(shù)據(jù)信號，讀數(shù)據(jù)接口(303)用于接收讀數(shù)據(jù)信號；

協(xié)議轉(zhuǎn)換控制單元(200)經(jīng)PLB從接口單元(100)連接PLB總線，PLB從接口單元(100)經(jīng)AXI主接口單元(300)連接AXI總線，AXI主接口單元(300)經(jīng)寄存器單元(400)連接DCR接口，AXI主接口單元(300)經(jīng)異常處理單元(500)連接異常/中斷接口；

寄存器單元(400)，實現(xiàn)對協(xié)議轉(zhuǎn)換控制單元(200)內(nèi)部工作狀態(tài)信息的寄存，并通過轉(zhuǎn)換橋外部的DCR接口實現(xiàn)對寄存器單元(400)的訪問，獲取轉(zhuǎn)換橋當前的工作狀態(tài)；

異常處理單元(500)，實現(xiàn)對協(xié)議轉(zhuǎn)換控制單元(200)內(nèi)部工作異常信息的處理，并產(chǎn)生異常或中斷，送至異常/中斷接口；

采用兩級流水的協(xié)議快速轉(zhuǎn)換策略和規(guī)避多訪問擁塞的緩存策略，實現(xiàn)將PLB總線發(fā)起的訪問命令轉(zhuǎn)化為從設備所在的AXI總線訪問命令，兩級流水的協(xié)議快速轉(zhuǎn)換策略具體為：

第一級為命令/地址協(xié)議轉(zhuǎn)換，第二級為數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換；第一級訪問轉(zhuǎn)換完成后，以最小時間延遲進行第二級訪問轉(zhuǎn)換，同時第一級開始下一次的轉(zhuǎn)換；

規(guī)避多訪問擁塞的緩存策略具體為：

多次訪問命令/地址和訪問數(shù)據(jù)按照先后順序存入FIFO，并按照先后順序依次取出，進行轉(zhuǎn)換，包括命令/地址FIFO和數(shù)據(jù)FIFO，命令/地址FIFO深度為n，寬度滿足命令和地址的存儲需求，用于緩存多個訪問命令/地址；

數(shù)據(jù)FIFO深度與命令/地址FIFO深度相同，寬度為一次最大Burst訪問的數(shù)據(jù)量m，每行數(shù)據(jù)與每行命令/地址一一對應，用于緩存多個訪問數(shù)據(jù)；包括以下步驟：

S1、外圍PLB總線發(fā)起訪問，經(jīng)過PLB從接口單元處理，劃分為命令/地址接口、寫數(shù)據(jù)接口和讀數(shù)據(jù)接口；

S2、劃分后的PLB接口，進入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換控制單元，經(jīng)過PLB協(xié)議解析單元解析為寫訪問和讀訪問；寫訪問分為寫命令/地址，寫數(shù)據(jù)和寫應答，分別進入寫通道單元，按照對應通道進行處理，寫命令/地址存入寫命令/地址FIFO，寫數(shù)據(jù)和寫應答存入寫數(shù)據(jù)FIFO，經(jīng)過AXI協(xié)議解析單元，轉(zhuǎn)換為AXI的寫訪問時序；讀訪問分為讀命令/地址、讀數(shù)據(jù)和讀應答，分別進入讀通道單元，按照對應通道進行處理，讀命令/地址存入讀命令/地址FIFO，AXI協(xié)議解析單元從AXI接口獲取的讀數(shù)據(jù)和讀應答存入讀數(shù)據(jù)FIFO中，由讀通道單元中的讀數(shù)據(jù)和讀應答通道取出，轉(zhuǎn)換為PLB讀時序后，從至PLB協(xié)議解析單元；

S3、協(xié)議轉(zhuǎn)換控制單元工作中的狀態(tài)進入寄存器單元，送至DCR接口；工作中產(chǎn)生的異常進入異常處理單元，送至異常/終端接口；

S4、協(xié)議轉(zhuǎn)換控制單元產(chǎn)生的AXI訪問，經(jīng)過AXI接口處理，劃分為地址接口、寫數(shù)據(jù)接口和讀數(shù)據(jù)接口，發(fā)起對外圍AXI總線的訪問。