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Avalon 总线规范 ( 上) [ 2007-3-21 10:57:00 | By: edafans ] Avalon 总线规范 概 述 Avalon 总线是一种相对简单的总线结构，主要用于连接片内处理器与外设，以构成可编程单芯片上系统 (S OPC)。它描述了主从构件间的端口连接关系，以及构件间通信的时序关系。 Avalon 总线的主要设计目标是： ● 简单性——提供一套容易学习、易于理解的协议 ● 总线逻辑资源使用的优化——减少对可编程逻辑器件 (PLD)中逻辑单元 (LE) 的占用 ● 同步操作——这种方式能够与片上的用户自定义逻辑更好地集成，避免了复杂的时序分析问题 Avalon 总线拥有多种传输模式， 以适应不同外设的要求。 Avalon 总线的基本传输模式是在一个主外设和一 个从外设之间进行单字节、半字或字 (8 、16 或 32 位) 的传输。当一次传输结束后，不论新的传输过程是否 还是在同样的外设之间进行， Avalon 总线总是可以在下一个时钟周期立即开始另一次传输。 Avalon 总线还 支持一些高级传输模式和特性，例如支持需要延迟操作的外设、支持需要流传输操作的外设以及支持多个 总线主设备并发访问。 Avalon 总线支持多个总线主外设，允许单个总线事务中在外设之问传输多个数 据单元。这一多主设备结构为构建 SOPC系统提供了极大的灵活性，并且能适应高带宽的外设。例如，一个 主外设可以进行直接存储器访问 (DMA)传输，从外设到存储器传输数据时不需要处理器干预。 Avalon 主从外设之间的交互是构建在从端口仲裁技术上的：当多个主外设同时要求访问同一个从端口时， 从端口仲裁决定哪一个主外设取得访问权。从端口仲裁具有以下两个优点： ● 仲裁的细节被封装在 Avalon 总线内部。 因而，主从外设的接口是一致的，与总线上的主从外设的 数量无关。每个主外设到总线的接口都与总线上是否还有其他主外设无关 ● 多个主外设只要不是在同一总线周期访问同一个从端口，便可同时执行多个总线传输 Avalon 总线是为 SOPC环境而设计的，互连逻辑由 PLD 内部的逻辑单元构成。 Avalon 总线具有以下基 本特点： ● 所有外设的接口与 Avalon 总线时钟同步， 不需要复杂的握手／应答机制。 这样就简化了 Avalon 总 线的时序行为，而且便于集成高速外设。 Avalon 总线以及整个系统的性能可以采用标准的同步时序分析技 术来评估 ● 所有的信号都是高电平或低电平有效，便于信号在总线中高速传输。在 Avalon 总线中，由数据 选择器 ( 而不是三态缓冲器 ) 决定哪个信号驱动哪个外设。因此外设即使在未被选中时也不需要将输出置为 高阻态 ● 为了方便外设的设计，地址、数据和控制信号使用分离的、专用的端口。外设不需要识别地址总 线周期和数据总线周期，也不需要在未被选中时使输出无效。分离的地址、数据和控制通道还简化了与片 上用户自定义逻辑的连接 AValon 总线还包括许多其他特性和约定， 用以支持 SOPC Builder 软件自动生成系统、 总线和外设， 包括： ● 最大 4GB的地址空间——存储器和外设可以映像到 32 位地址空间中的任意位置 ● 内置地址译码—— Avalon 总线自动产生所有外设的片选信号，极大地简化了基于 Avalon 总线的 外设的设计工作 ● 多主设备总线结构—— Avalon 总线上可以包含多个主外设，并自动生成仲裁逻辑 ● 采用向导帮助用户配置系统—— SOPC Builder 提供图形化的向导帮助用户进行总线配置 ( 添加外 设、指定主／从关系、定义地址映像等 ) 。Avalon 总线结构将根据用户在向导中输入的参数自动生成 ● 动态地址对齐——如果参与传输的双方总线宽度不一致，