應(yīng)用于SoC設(shè)計(jì)中IP核的接口技術(shù)

　　OCP接口信號(hào)

　　OCP通過命令完成實(shí)體間的通信操作，在接口為選擇的命令配置相應(yīng)信號(hào)，所有的信號(hào)都是在時(shí)鐘上升沿采樣，是完全的同步設(shè)計(jì)。OCP接口信號(hào)包括數(shù)據(jù)信號(hào)、邊帶信號(hào)和測(cè)試信號(hào)。數(shù)據(jù)信號(hào)又分為基本信號(hào)、簡(jiǎn)單擴(kuò)展信號(hào)、猝發(fā)信號(hào)和多線程擴(kuò)展信號(hào)。所有IP核都需要基本數(shù)據(jù)信號(hào)中的一組信號(hào)，其他可選信號(hào)用于支持通信需要，實(shí)現(xiàn)可配置和可擴(kuò)展性。

　　基本數(shù)據(jù)信號(hào)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傳輸類型，包括讀、寫和廣播類型的八種命令。簡(jiǎn)單擴(kuò)展信號(hào)增加了OCP接口地址空間、字節(jié)使能和核在不同階段的特征信息。猝發(fā)式擴(kuò)展信號(hào)允許猝發(fā)傳輸，可設(shè)置不同猝發(fā)傳輸模式的參數(shù)。多線程擴(kuò)展信號(hào)支持OCP接口的多線程處理。邊帶信號(hào)傳送諸如復(fù)位、中斷、錯(cuò)誤和核特性標(biāo)志等控制信息，也是IP核與系統(tǒng)間交換控制和狀態(tài)信息的手段，可以同請(qǐng)求／響應(yīng)信號(hào)異步，但與時(shí)鐘上升沿同步。測(cè)試信號(hào)支持掃描、時(shí)鐘控制和JTAG。

　　OCP接口時(shí)序及接口狀態(tài)機(jī)

　　以簡(jiǎn)單讀寫操作的時(shí)序?yàn)槔f明OCP接口時(shí)序要求，如圖2所示。

　　在上升沿1處OCP Master方通過將MCmd由Idle變?yōu)閃r開始進(jìn)入請(qǐng)求狀態(tài)，在此周期內(nèi)把地址A1和數(shù)據(jù)D1分別送到MAddr和MData信號(hào)線上，Slave必須在同一個(gè)周期內(nèi)發(fā)出SCmdAccept有效信號(hào)；Slave在上升沿2處開始接收地址和數(shù)據(jù)并進(jìn)行內(nèi)部寫操作；在上升沿4處MCmd賦值為Rd，OCP進(jìn)入讀請(qǐng)求狀態(tài)，在這個(gè)周期內(nèi)Master方將地址放在MAddr信號(hào)線上，在同周期Slave發(fā)出SCmdAccept有效信號(hào)；在上升沿5處Slave方置SResp為DVA從而開始響應(yīng)階段，請(qǐng)求階段結(jié)束，根據(jù)從MAddr獲得的地址讀取數(shù)據(jù)并放到SData信號(hào)線上；在上升沿6處開始Master方收到Slave的響應(yīng)信號(hào)并開始讀數(shù)據(jù)，響應(yīng)階段完成。

　　圖3是在讀、寫操作中請(qǐng)求階段和響應(yīng)階段主、從兩方的狀態(tài)機(jī)。

　　Master 和Slave都是從IDLE狀態(tài)開始，當(dāng)檢測(cè)到MCmd變?yōu)樽x或?qū)憰r(shí)Master轉(zhuǎn)為請(qǐng)求階段，Slave轉(zhuǎn)到讀或?qū)憼顟B(tài)。如果是讀操作，Master的請(qǐng)求狀態(tài)持續(xù)到SCmdAccept有效，Slave在完成讀操作后發(fā)出SCmdAccept有效信號(hào)并置SResp為DVA，Slave變?yōu)轫憫?yīng)狀態(tài)，Master進(jìn)入IDLE狀態(tài)；SResp是NULL時(shí)，Slave沒有進(jìn)入響應(yīng)狀態(tài)Master進(jìn)入Wait Resp狀態(tài)，等待Slave進(jìn)入響應(yīng)狀態(tài)。如果是寫操作，沒有響應(yīng)信號(hào)，當(dāng)SCmdAccept有效時(shí)Master的請(qǐng)求階段結(jié)束進(jìn)入IDLE狀態(tài),Slave處理寫操作，完成后進(jìn)入IDLE狀態(tài)。

結(jié)語

　　OCP是基于核的免費(fèi)開放的接口協(xié)議，可以根據(jù)不同IP核的通信要求進(jìn)行配置和擴(kuò)展，能夠?qū)崿F(xiàn)硬件集成真正的即插即用，允許系統(tǒng)集成根據(jù)應(yīng)用需要選擇最好的IP核和互聯(lián)機(jī)制。OCP為IP核設(shè)計(jì)提供了解決可配置性和接口的較好辦法，實(shí)現(xiàn)了IP核與系統(tǒng)集成的SoCket接口，能夠做到核的模塊化和即插即用特性。