[发明专利]多通道桥接器及总线系统

说明书

技术领域

本发明涉及芯片设计领域，特别涉及系统级芯片(System on Chip，简称“SoC”)的设计。

背景技术

SoC是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术，用以实现从确定系统功能开始，到软/硬件划分，并完成设计的整个过程。从狭义角度讲，它是信息系统核心的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义角度讲，SoC是一个微小型系统。

当今的SoC通常都包含一个或多个MASTER(主设备)和一套系统总线，MASTER通过MASTER接口转换电路和总线相连，从而达到访问总线上各个从设备的目的；而各个从设备也都是通过从设备接口电路和系统总线连接。因此MASTER、总线架构、从设备三者构成了一颗SOC的基本要素。如果MASTER要访问从设备，例如同步动态存储器(Synchronous DRAM，简称“SDRAM”)或普通的IO(输入输出)设备，往往是通过系统总线，来发命令和读写数据。各个从设备之间的通信，是在DMA(直接存储访问)控制器的控制下，通过系统总线或专有通道来进行。现有技术中一种典型的SoC系统结构如图1所示。

MASTER接口转换电路位于MASTER和系统总线之间，负责将MASTER传来的数据和命令，转换成符合系统总线协议的数据和命令。它的设计和系统架构密切相关，对系统的整体性能影响很大。

现有的MASTER接口转换电路，通常是单通道的，总线架构是基于高级微控制器总线架构(Advanced Microcontroller Bus Architecture，简称“AMBA”)，SDRAM也是挂在系统总线上，MASTER通过访问系统总线来间接的访问SDRAM。

MASTER通过系统总线访问SDRAM/DDR的缺点在于，在进行访问时要和DMA控制器共享系统总线，由于程序和数据通常是从片外的非易失性存储器，例如NANDFLASH、硬盘加载到SDRAM中，MASTER需要频繁的访问SDRAM，而DMA控制器同时也要竞争总线，这就降低了程序执行的效率，反过来也会降低DMA传输的实时性(有些应用例如播放音视频、录音、录像等应用，有一定的码率和采样率的要求)。

产生这个缺点的另外一个原因是，大多数过去比较流行的总线协议，例如AMBA总线协议，不支持多命令，前一个命令如果没有处理完，后面的命令就会阻塞住；因此即使没有DMA控制器竞争总线，仅仅在MASTER访问总线设备的情况下，如果前一个设备的响应速度比较慢，后面的取指令或读写数据就会被阻塞，降低整个系统的执行效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多通道桥接器及总线系统，使主设备对高速从设备的访问不受系统总线的影响，提高了总线效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种多通道桥接器，该多通道桥接器在外部分别与一个主设备、至少一个高速从设备的接口、和至少一个系统总线连接，该多通道桥接器包括解码仲裁单元和至少两个转换单元，各转换单元分别与解码仲裁单元连接；

解码仲裁单元还与主设备连接，用于对来自该主设备的命令和数据进行地址映射的解码，并根据解码结果将该命令和数据送到相应的转换单元，以及对各转换单元返回给该主设备的数据进行仲裁；

各转换单元还分别与一个高速从设备的接口或系统总线连接，转换单元中包括缓存模块，用于缓存命令和数据。

本发明的实施方式还提供了一种总线系统，包括一个上述的多通道桥接器和分别与该多通道桥接器连接的一个主设备、至少一个高速从设备接口、和至少一个系统总线。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

多个转换单元提供了多个独立的访问通道，以解码仲裁单元对多个访问通道进行控制，主设备可以通过独立通道对高速从设备进行访问，不会因为系统总线中某些设备响应速度较慢而被阻塞，提高了系统的整体效率。此外，高速从设备不再使用系统总线，降低了系统总线的负荷。

进一步地，转换单元中包括握手模块，使得转换单元所连接的高速从设备接口或系统总线所使用的时钟频率与主设备的接口所使用的时钟频率可以不同，降低了对高速从设备和系统总线的时钟要求。

进一步地，转换单元中包括协议转换模块，使得一个主设备可以同时驱动多种不同类型协议的高速从设备和系统总线，降低了对高速从设备和系统总线的协议类型要求。

进一步地，将各个转换单元所需的FIFO控制功能统一在同一个独立的FIFO控制单元中实现，可以节约多通道桥接器所需的元件总数，减少集成电路的面积，降低总成本。