Wishbone名字的由來
根據美國韋伯斯特(Webster,1758—1843,美國詞典編輯家)詞典,WISHBONE是指大多數鳥類胸骨前的一塊叉狀型的鎖骨。在名字定義初期,Silicore公司設想找一個能夠反映雙向總線這一特點的名字。這些總線是由多路選擇器和三態門實現的,它們的形狀類似Y,和鎖骨(WISHBONE)相似,所以后來被稱為WISHBONE總線。這個名字是由Wade Peterson,一名Silicore公司的工程師,在當年美國感恩節上提出的。
一般總線規范的共同特點
同時適用于于軟核、固核和硬核設計;對開發工具和目標硬件沒有特殊要求,并且幾乎兼容已有的所有綜合工具;可以用多種硬件描述語言來實現;支持結構化設計方法學,以提高大團隊的設計效率;靈活的數據和地址總線寬度,支持大端和小端操作;支持主從設備接口,支持多主設備,這是片上共享總線通信所必須的,多個主設備同時需要進行總線操作時,由仲裁器決定當前哪個主設備可以使用總線,仲裁邏輯用戶可以自行定義。
Wishbone總線的特點
·簡單、緊湊,只需要很少的邏輯門就可以實現Wishbone的IP核的設計;
說明:熟悉AMBA總線的讀者在讀完本章后就能夠理Wishbone比AMBA總線簡單的多,但是兩者各有個的優勢。AMBA將所有的外設分為高速設備和低速設備,高速設備連接到系統總線,通常通信的數據量也較大,如SDRAM控制器、NAND Flash控制器、LCD控制器,低速設備連接外設總線,通常通信數據量小,如通用串口、計時器等。外設總線與系統總線通過總線橋接器相連。在實際系統中,處理器、系統總線、外設總線間的時鐘頻率的典型比值之一是4:2:1,因此整個系統的功耗被有效降低。另外一個好處是通過在總線橋接器中添加DMA引擎,系統總線和外設總線可以實現速率解耦。而依照Wishbone規范,Wishbone總線上所有設備都要連接到同一總線,無論是高速設備還是低速設備。與Wishbone總線相比,AMBA的缺點是設計較為復雜。但是實際上,Wishbone總線也設計為類似AMBA總線的架構,但此時系統為雙Wishbone總線架構。
·支持大型項目所需要的結構化設計;
·數據傳輸模式包括:單次讀寫模式、塊讀寫模式、RMW模式;
·可調整的數據總線寬度,最高可達64位;
·支持大小端模式;
·支持點對點模式、共享總線模式、switched fabric模式等連接方式;
·握手協議允許每個IP核調整數據傳輸速度;
·支持單時鐘數據傳輸;
·支持正常周期結束、重試、以及周期錯誤。成功是操作的正常結束方式,錯誤表示操作失敗,造成失敗的原因可能是地址或者數據校驗錯誤,寫操作或者讀操作不支持等。重試表示從設備當前忙,不能及時處理該操作,該操作可以稍后重新發起。接收到操作失敗或者重試后,主設備如何響應取決于主設備的設計者;
·可調整的地址寬度;
·從機(SLAVEs)允許從設備進行部分地址解碼,有利于減少了冗余地址譯碼邏輯,提高地址譯碼速度;
·支持用戶定義的標簽。這些標簽可以用于為地址、數據總線提供額外的信息如奇偶校驗,為總線周期提供額外的信息如中斷向量、緩存控制操作的類型等。Wishbone規范只定義標簽的時序,而標簽的具體含義用戶可自行定義。支持用戶定義的標簽是Wishbone規范區別與其他片上總線規范的重要特征之一;
·支持點對點、共享總線、Crossbar switch、數據流連接、片外連接等IP連接方式;
·同步化設計,包括復位方式;
·不依賴任何硬件設計技術(FPGA、ASIC等)、IP類型(軟核、固核和硬核)、綜合工具、布局布線工具和硬件測試技術等。
總結以上內容,Wishbone總線規范區別于其他總線規范的兩個核心特點是:
·是輕量級規范,因此接口更加簡單緊湊;
·支持支持用戶定義的標簽。
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原文標題:【博文連載】Wishbone總線標準介紹
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