LX-1164 PCI总线控制器和桥接器的研究与设计

论文摘要

总线是计算机系统中各组件之间信息传输的公共通路,各个功能部件都是通过总线交换数据。PCI总线是目前非常成熟的局部总线,它在军用、民用领域均有广泛的应用。Wishbone总线是一种高性能的片上总线,它结构简单,灵活,硬件开销小。目前很多IP核均采用Wishbone总线结构。本文作者在深入研究了PCI总线与Wishbone总线的基础上,根据LX-1164微处理器体系结构的要求,用自顶向下的集成电路设计方法,设计研发了一种基于Wishbone的PCI总线控制器。该控制器解决了Wishbone总线与PCI总线之间的相互通讯和时钟同步问题。本文分别描述了PCI总线与Wishbone总线各自的命令定义和读写周期,并在此基础上给出了总线控制器的逻辑结构和读写机制,完成了控制器的读写控制和桥接功能。对其他总线控制器设计具有广泛的参考意义。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 选题背景
• 1.2 现状分析
• 1.2.1 PCI 总线技术的发展与研究现状
• 1.2.2 数字集成电路的发展
• 1.3 课题研究的主要内容与意义
• 第二章 WISHBONE 总线介绍
• 2.1 WISHBONE 总线概述
• 2.2 接口标准
• 2.2.1 SYSCON 模块信号定义
• 2.2.2 主设备与从设备共有的信号定义
• 2.2.3 主设备信号定义
• 2.2.4 从设备信号定义
• 2.3 总线周期
• 2.3.1 单时钟读/写周期
• 2.3.2 块读/写周期
• 2.3.3 读/改/写周期
• 第三章 PCI 总线介绍
• 3.1 PCI 总线概述
• 3.1.1 PCI 总线简介
• 3.1.2 PCI 总线的特点
• 3.2 PCI 总线信号定义
• 3.2.1 信号类型
• 3.2.2 信号定义
• 3.3 PCI 总线操作
• 3.3.1 总线命令
• 3.3.1.1 总线命令分类
• 3.3.1.2 总线命令使用规则
• 3.3.2 PCI 总线协议的基本原理
• 3.3.3 PCI 总线交易
• 3.3.3.1 读交易
• 3.3.3.2 写交易
• 3.3.3.3 交易终止
• 第四章 PCI 总线控制器和桥接器的结构与功能设计
• 4.1 PCI 桥概述与模块结构
• 4.1.1 Wishbone slave 模块
• 4.1.2 PCI target 模块
• 4.2 PCI 桥的交易过程
• 4.2.1 桥的初始化
• 4.2.1.1 主设备的初始化
• 4.2.1.2 从设备的初始化
• 4.2.2 Wishbone slave 模块的读写操作
• 4.2.2.1 Wishbone 到PCI 的写周期
• 4.2.2.2 Wishbone 到PCI 的读周期
• 4.2.3 PCI target 模块的读写操作
• 4.2.3.1 PCI 到Wishbone 的写周期
• 4.2.3.2 PCI 到Wishbone 的读周期
• 第五章 功能验证
• 5.1 本课题仿真测试环境
• 5.2 功能验证结果
• 5.2.1 Wishbone slave 模块仿真结果
• 5.2.2 PCI target 模块仿真结果
• 第六章 结束语
• 6.1 本文的工作总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况