應用于SoC設計中IP核的接口技術(shù)

　　OCP接口信號

　　OCP通過(guò)命令完成實(shí)體間的通信操作，在接口為選擇的命令配置相應信號，所有的信號都是在時(shí)鐘上升沿采樣，是完全的同步設計。OCP接口信號包括數據信號、邊帶信號和測試信號。數據信號又分為基本信號、簡(jiǎn)單擴展信號、猝發(fā)信號和多線(xiàn)程擴展信號。所有IP核都需要基本數據信號中的一組信號，其他可選信號用于支持通信需要，實(shí)現可配置和可擴展性。

　　基本數據信號包括：Clk、MAddr、MCmd、MData、MDataValid、MRespAccept、SCmdAccept、SData、SDataAccept、SResp。其中只有CLK和MCmd是必須的，其他可選。Mcmd是傳輸命令，指出主方OCP傳輸類(lèi)型，包括讀、寫(xiě)和廣播類(lèi)型的八種命令。簡(jiǎn)單擴展信號增加了OCP接口地址空間、字節使能和核在不同階段的特征信息。猝發(fā)式擴展信號允許猝發(fā)傳輸，可設置不同猝發(fā)傳輸模式的參數。多線(xiàn)程擴展信號支持OCP接口的多線(xiàn)程處理。邊帶信號傳送諸如復位、中斷、錯誤和核特性標志等控制信息，也是IP核與系統間交換控制和狀態(tài)信息的手段，可以同請求／響應信號異步，但與時(shí)鐘上升沿同步。測試信號支持掃描、時(shí)鐘控制和JTAG。

　　OCP接口時(shí)序及接口狀態(tài)機

　　以簡(jiǎn)單讀寫(xiě)操作的時(shí)序為例說(shuō)明OCP接口時(shí)序要求，如圖2所示。

　　在上升沿1處OCP Master方通過(guò)將MCmd由Idle變?yōu)閃r開(kāi)始進(jìn)入請求狀態(tài)，在此周期內把地址A1和數據D1分別送到MAddr和MData信號線(xiàn)上，Slave必須在同一個(gè)周期內發(fā)出SCmdAccept有效信號；Slave在上升沿2處開(kāi)始接收地址和數據并進(jìn)行內部寫(xiě)操作；在上升沿4處MCmd賦值為Rd，OCP進(jìn)入讀請求狀態(tài)，在這個(gè)周期內Master方將地址放在MAddr信號線(xiàn)上，在同周期Slave發(fā)出SCmdAccept有效信號；在上升沿5處Slave方置SResp為DVA從而開(kāi)始響應階段，請求階段結束，根據從MAddr獲得的地址讀取數據并放到SData信號線(xiàn)上；在上升沿6處開(kāi)始Master方收到Slave的響應信號并開(kāi)始讀數據，響應階段完成。

　　圖3是在讀、寫(xiě)操作中請求階段和響應階段主、從兩方的狀態(tài)機。

　　Master 和Slave都是從IDLE狀態(tài)開(kāi)始，當檢測到MCmd變?yōu)樽x或寫(xiě)時(shí)Master轉為請求階段，Slave轉到讀或寫(xiě)狀態(tài)。如果是讀操作，Master的請求狀態(tài)持續到SCmdAccept有效，Slave在完成讀操作后發(fā)出SCmdAccept有效信號并置SResp為DVA，Slave變?yōu)轫憫獱顟B(tài)，Master進(jìn)入IDLE狀態(tài)；SResp是NULL時(shí)，Slave沒(méi)有進(jìn)入響應狀態(tài)Master進(jìn)入Wait Resp狀態(tài)，等待Slave進(jìn)入響應狀態(tài)。如果是寫(xiě)操作，沒(méi)有響應信號，當SCmdAccept有效時(shí)Master的請求階段結束進(jìn)入IDLE狀態(tài),Slave處理寫(xiě)操作，完成后進(jìn)入IDLE狀態(tài)。

結語(yǔ)

　　OCP是基于核的免費開(kāi)放的接口協(xié)議，可以根據不同IP核的通信要求進(jìn)行配置和擴展，能夠實(shí)現硬件集成真正的即插即用，允許系統集成根據應用需要選擇最好的IP核和互聯(lián)機制。OCP為IP核設計提供了解決可配置性和接口的較好辦法，實(shí)現了IP核與系統集成的SoCket接口，能夠做到核的模塊化和即插即用特性。