基于FPGA的OPB_AHB總線(xiàn)橋接器的設計

　　4.OPB_AHB橋接器的實(shí)現

　　實(shí)現兩種總線(xiàn)的互聯(lián)，關(guān)鍵是完成控制信號之間的轉換以及數據和地址的傳輸，本設計采用的方法包括。

　　(1)流水線(xiàn)方式， (2)將所有輸入的控制信號和數據地址總線(xiàn)都寄存一拍。

　　(3)控制信號都采用同 (4)步設計方法， (5)在OPB_Clk的上升沿觸發(fā)。

　　(6)數據的讀寫(xiě)操作為同 (7)步讀寫(xiě)。

　　4.1OPB2AHB_Brg的實(shí)現

　　(1) 所有控制信號采用同步設計思想，在 SOPB_Clk的上升沿觸發(fā)。 SOPB_Rst高電平有效，為同步復位，當其有效時(shí)，所有信號輸出 0狀態(tài)。

　　(2) 當橋接器檢測到 SOPB_Sel信號有效時(shí)，即表明橋接器被選中，成為 OPB總線(xiàn)上的從設備，或者檢測到 AHB_Resp信號狀態(tài)為RETRY，此時(shí) OPB2AHB_Brg作為AHB總線(xiàn)上的主設備向 AHB仲裁器發(fā)出請求總線(xiàn)信號 AHB_BusReq。

　　(3) 當OPB2AHB_Brg檢測到 AHB總線(xiàn)側的允許信號 AHB_Grants時(shí)，說(shuō)明橋接器的請求得 到允許，此時(shí)當 AHB_Ready有效時(shí)，可以根據 SOPB_BE判斷傳輸數據的大小，決定 AHB_Size的狀態(tài)，當 SOPB_BE為1111時(shí)，AHB_Size為010（32bit），SOPB_BE為1100或0011時(shí)，AHB_Size為001（16bit），SOPB_BE為0001、0010、0100、1000時(shí)，AHB_Size為000（8bit）。

　　(4) 當SOPB_RNW為高電平時(shí)，為讀取數據，數據流向是從 AHB_Rdata到Sl_Dbus,當 SOPB_RNW為低電平時(shí)，為寫(xiě)數據，數據流向從 SOPB_Dbus到AHB_Wdata。地址總線(xiàn)相連，即SOPB_Abus連接AHB_Addr。

　　(5)當一次數據傳輸完成后， (6)置位Sl_xferAck信號， (7) 讓其輸出一個(gè)時(shí)鐘周期的高脈沖。

　　4.2 AHB_OPB_Brg的實(shí)現

　　(1) 當橋接器檢測到 AHB_Sel信號有效時(shí)，即表明橋接器被選中，成為AHB總線(xiàn)上的從設備，此時(shí)AHB2OPB_Brg作為OPB總線(xiàn)上的主設備向 OPB仲裁器發(fā)出請求總線(xiàn)信號 M_req。

　　(2)當橋接器接收到 OPB仲裁器發(fā)出的允許信號 OPB_Mgrant信號時(shí)， (3)表明橋接器可以

　　開(kāi)始工作，(4)這個(gè)信號會(huì )激勵 M_Sel信號有效， (5)根據 IP核 BK3721的功能特性， (6) M_BE總是輸出 1111，(7) M_SeqAddr和M_busLock輸出為0。

　　(3) 當AHB_Write為高電平時(shí)，為寫(xiě)數據有效，此時(shí) AHB主設備向從設備橋接器寫(xiě)數據，同時(shí)橋接器作為 OPB總線(xiàn)上的主設備向選中的 OPB從設備寫(xiě)數據，數據流向為 AHB_Wdata到 M_Dbus。當AHB_Write為低電平時(shí)，為讀數據有效，此時(shí) AHB主設備從橋接器（作為 AHB總線(xiàn)上的從設備）讀取數據，同時(shí)橋接器作為 OPB總線(xiàn)的主設備從選中的 OPB從設備讀取數據，數據流向為OPB_DBus到AHB_RData。

　　(8)當數據傳輸指 (9)示信號OPB_xferAck被檢測有效時(shí)， (10) AHB_Ready信號輸出高電平有效信號， (11)表示數據傳輸結束。

　　5.OPB_AHB橋接器的驗證

　　5.1 OPB2AHB_Brg的驗證

　　用verilog編寫(xiě)testbench,在testbench中虛擬設備一個(gè) AHB從設備存儲器 AHB_mem，存儲器的數據位寬和地址位寬都是 32位，通過(guò)測試平臺可以對虛擬存儲器進(jìn)行數據的讀寫(xiě)，并將數據的讀寫(xiě)結果保存到 Wdata.txt文件中。

　　利用ModelSim工具對測試平臺進(jìn)行仿真。在主設備向虛擬從設備寫(xiě)數據時(shí)， SOPB_RNW為低電平，橋接器作為AHB上的主設備將 SOPB_DBus數據線(xiàn)上的數據通過(guò) AHB_Wdata寫(xiě)到 AHB_mem存儲器中，并在 WData.txt文件中顯示出來(lái)，仿真結果如圖 3 (a)所示。

　　圖3 (a) OPB2AHB_Brg寫(xiě)數據仿真波形