1.2 发展以及研究现状
对 IP 核的准确评估和选择是 IP 集成的基础，高效灵活的 IP 核互连结构是 IP 集
成设计的基础。目前使用率较高的片上互联总线规范有ARM公司的AMBA总线、IBM
公司的CoreConnect总线、Silicore Corp公司的Wishbone总线以及Altera公司的Avalon
总线 [3] 。
1.2.1 ARM 的 的 AMBA 总线
AMBA 总线是 ARM 公司为高性能嵌入式系统应用设计的一种互联协议，其一般
的逻辑连接图如图1.1所示。由图可以看出AMBA总线采用了分段的多总线体系结构，
并且根据不同类型的连接对象，分别定义了 AHB、ASB 核 APB 三种类型的总线。其
中 AHB 总线多用于连接高性能、高数据吞吐量和高频率的部件，比如 CPU、DMA、
DSP 等。ASB 总线主要用于 CPU 与外部设备的连接。APB 总线专门用于连接外部低
速设备 [4] 。为了平衡外设部件与系统部件速度上的差异，专门在系统总线和外设总线
之间设置了桥接器。充当访问代理核缓冲器。
不同的片上总线在不同的应用领域具有各自的优势，由于 ARM 公司的合作伙伴
众多，所 AMBA 具有广泛的市场占有率。本文对 AMBA3.0 架构体系中的 AXI 总线
进行了深入研究。AXI 总线是 AMBA 2.0 的升级版本。主要面向高带宽和高性能的系
统。它克服了 AHB 和 ASB 总线的缺点。提高了带宽，提升了系统的性能，更适应于
SoC 设计的需要。尽管 Xilinx 公司提供 AXI 总线的互连 IP，但是其收到知识产权保
护，不具备可移植性 [9] 。本文对 AXI 总线互连的 IP 进行了研究与实现，使其 IP 核易
于移植与扩充。
第一章，绪论主要介绍了选题的背景，并比较了 5 种流行的片上总线，说明了课
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题研究的主要目的。第二章，AXI 总线协议概述。介绍了 AXI 总线协议，研究了总线
的通道结构、握手协议、接口信号及基本特征。第三章，AXI 总线的设计。设计了
AXI 总线的整体架构，选取了总线互联方式，设计了仲裁器模块并对 Decoder 模块、
Router 模块及容错模块进行了分析。第四章，AXI 总线的仿真验证。研究仿真原理，
制定验证方案。设计了 BFM 的主设备模型和从设备模型。搭建测试平台进行仿真，
对结果进行了分析。第五章，总结与展望。对全文进行了总结，并指出今后进一步的
工作。