集成PWM控制器在不間斷電源系統中的應用

摘要：隨著集成電路設計技術的發展，在片上系統（SoC）中，越來越多地使用各種功能IP核部件構成系統。總線是這些部件連接的主要方式，目前有數家公司和組織研發了多種面向SoC設計的總線系統。本文介紹SoC中常用的三種片上總線AMBA、Wishbone和Avalon，分析和比較其特性，并針對其不同的特點闡述其使用范圍。

    關鍵詞：SoC 片上總線 AMBA Wishbone Avalon

引 言

??嵌入式系統是當今計算機工業發展的一個熱點。隨著超大規模集成電路的迅速發展，半導體工業進入深亞微米時代，器件特征尺寸越來越小，芯片規模越來越大，可以在單芯片上集成上百萬到數億只晶體管。如此密集的集成度使我們現在能夠在一小塊芯片上把以前由CPU和若干I/O接口等數塊芯片實現的功能集成起來，由單片集成電路構成功能強大的、完整的系統，這就是我們通常所說的片上系統SoC（System on Chip）。由于功能完整，SoC逐漸成為嵌入式系統發展的主流。

??SoC相比板上系統，具有許多優點：

??① 充分利用IP技術，減少產品設計復雜性和開發成本，縮短產品開發的時間；

??② 單芯片集成電路可以有效地降低系統功耗；

??③ 減少芯片對外引腳數，簡化系統加工的復雜性；

??④ 減少外圍驅動接口單元及電路板之間的信號傳遞，加快了數據傳輸和處理的速度；

??⑤ 內嵌的線路可以減少甚至避免電路板信號傳送時所造成的系統信號串擾。

??SoC的設計過程中，最具特色的是IP復用技術。即選擇所需功能的IP（給出IP定義）核，集成到一個芯片中用。由于IP核的設計千差萬別，IP核的連接就成為構造SoC的關鍵。片上總線（On-Chip Bus，OCB）是實現SoC中IP核連接最常見的技術手段，它以總線方式實現IP核之間數據通信。與板上總線不同，片上總線不用驅動底板上的信號和連接器，使用更簡單，速度更快。一個片上總線規范一般需要定義各個模塊之間初始化、仲裁、請求傳輸、響應、發送接收等過程中驅動、時序、策略等關系。

??由于片上總線與板上總線應用范圍不同，存在著較大的差異，其主要特點如下：

??① 片上總線要盡可能簡單。首先結構要簡單，這樣可以占用較少的邏輯單元；其次時序要簡單，以利于提高總線的速度；第三接口要簡單，如此可減少與IP核連接的復雜度。

??② 片上總線有較大的靈活性。由于片上系統應用廣泛，不同的應用對總線的要求各異，因此片上總線具有較大的靈活性。其一，多數片上總線的數據和地址寬度都可變，如AMBA AHB支持32位~128位數據總線寬度；其二，部分片上總線的互連結構可變，如Wishbone總線支持點到點、數據流、共享總線和交叉開關四種互連方式；其三，部分片上總線的仲裁機制靈活可變，如Wishbone總線的仲裁機制可以完全由用戶定制。

??③ 片上總線要盡可能降低功耗。因此，在實際應用時，總線上各種信號盡量保持不變

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