在Quartus中利用SOPC Builder做總線仲裁

ID:105323 · 發(fā)表于 2016-2-23 03:58

在復(fù)雜的系統(tǒng)中，總線上一般會連接多個主設(shè)備，例如總線上出現(xiàn)多個CPU或多個帶有DMA性質(zhì)的設(shè)備。這些設(shè)備提出總線請求時，必須有一個機制保證任何時候最多只有一個設(shè)備占用總線，而其它設(shè)備提出總線請求時，只能等待直至總線恢復(fù)空閑。
  在Quartus中自己設(shè)計總線的時候，總線仲裁可以借助SOPC Builder。SOPC Builder使用Avalon總線，其信號與通常FPGA設(shè)計所用的總線類似。Avalon總線的主、從端分別稱為Avalon Master、Avalon Slave。
  打開SOPC Builder后，新建一個System。然后開始設(shè)計總線的主和從模塊。
  選擇File->New Component。先建立一個主設(shè)備接口，轉(zhuǎn)到Signals，參考下圖配置自己需要的總線信號：

轉(zhuǎn)到Interfaces配置：

最后在Component Wizard中設(shè)置好名稱等，按Finish...保存：

  這里我建立了一個寬度為32位尋址范圍256MB（226×32/8）的Avalon總線主設(shè)備端（Avalon Master）。
  對于從設(shè)備端，則可以根據(jù)自己的設(shè)計需求，從SOPC Builder直接選取由Altera提供的SDRAM、DDR這些內(nèi)存控制器或SPI、UART等這些Avalon Slave，也可以自己用剛才的方法創(chuàng)建一個Avalon Slave。這里我創(chuàng)建了一個16位寬的Avalon Tristate Slave從設(shè)備端，打算用來連接16位寬的SRAM：

  然后，在SOPC Builder中，根據(jù)需要擺放并連接好總線設(shè)備。
  例如：
  1、設(shè)計一個有2個總線主設(shè)備接口的1MB 16-bit SRAM控制器：

注意的是Avalon Master和Avalon Tristate Slave不能直接連接，需要經(jīng)過Tristate Bridge。
按Generate后，在Quartus中得到一個這樣的Symbol：

  這個Symbol的右下端直接連接SRAM，而中上端是兩個Avalon Master總線接口，連接兩個自己的模塊，例如CPU核或液晶控制器，只要所設(shè)計的模塊符合Avalon總線的規(guī)范即可（可以參考相關(guān)文檔）。模塊訪問總線時不需要知道另一模塊的總線占用狀態(tài)和相互通訊，只需要關(guān)心自己的waitreq信號。
  2、設(shè)計一個有4個總線主設(shè)備接口的32MB 32-bit SDRAM控制器：

直接選用Altera提供的SDRAM控制器作為Avalon Slave就可以了。這次可以接4個總線主設(shè)備，隨意發(fā)揮吧。

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