SOC系统的高层建模——外部存储控制器及总线建模

摘要

随着系统芯片(SoC)技术的发展，芯片的复杂性日益增加，如何在设计之初，准确的从整体上把握系统架构，并对其性能、功耗进行评估，成为SoC设计中重大挑战之一。本文从如何快速准确的建立SoC高层模型，并对其架构进行评估、优化入手，提出建立系统总线的高层次抽象模型，最终实现整个系统的抽象模型，从而在设计之初准确地把握系统架构。 本文首先比较了当前流行的几种建模工具SYSTEMC和PLI等的优缺点，最终因为ARM公司的ARMulator在仿真速度上的巨大优势，选择其作为本文的建模工具。并在其基础上建立外部存储控制器的模型，通过仿真与真实芯片比较，表明模型的准确性高达95％，达到高层次建模的要求。 然后在外部存储控制器模型的基础上，对其架构进行优化，针对GARFIELD系列芯片使用的ARM7TDMI内核没有缓存(CACHE)的特点，利用SDRAM的突发(BURST)传输特性，在外部存储控制器中加入CACHE，将数据或指令预取到CACHE中，减少对SDRAM访问的等待时间，从而提高系统性能。仿真结果表明，相比较于GARFIELD芯片，在外部存储控制器中引入组相关的数据和指令CACHE及预取结构后，系统性能有50％的提升。 最后在外部存储控制器模型的基础上，建立了基于ARMulator的AMBA总线模型和外设接口。总线模型由AHB、APB、总线仲裁机制和中断控制器(INTC)等组成。外设的接口包括AHB接口、APB接口和中断接口。通过接口可以扩展出满足各种需要的外设模型，从而在设计之初在ARMulator平台上，准确建立整个SoC系统模型，对复杂应用和模块设计进行评估、优化工作。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

第2章建模工具的选择

第3章ARM7TDMI外部存储控制器的建模和优化

第4章AMBA的总线模型

第5章应用实例

第6章总结展望

致谢

参考文献

研究生期间发表的论文