X-MDSP芯片的PCI Express系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor，DSP）作為現(xiàn)代電子設備的核心器件之一，已廣泛應用于軍事、航天、巨型機、通信等各個領域。隨著集成電路技術的發(fā)展和微處理器體系結構的改進，DSP芯片的片內(nèi)性能越來越高，而與片外通信的高速互連總線技術發(fā)展相對緩慢，逐漸成為了制約芯片整體性能的瓶頸。PCI Express（Peripheral Component Interconnect Express）正是在這一背景下提出的

2、新一代高速互連總線協(xié)議。因其具有傳輸速率快、傳輸延遲小、功耗低、信號少等特點，迅速得到了廣泛的應用。
　　X-MDSP是我校自主研制的一款高性能高帶寬的多核DSP芯片,其片內(nèi)多核心的高速并行處理能力對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量要求非常高。X-MDSP采用PCI Express實現(xiàn)芯片與外部設備的高速數(shù)據(jù)傳輸，保證了芯片對數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求。本文的主要工作內(nèi)容和貢獻體現(xiàn)在如下幾個方面：
　　（1）深入分析了X-MDSP處理器的片外互

3、連需求和PCI Exp ress協(xié)議，在此基礎上設計了PCI Express系統(tǒng)的總體結構。
　　（2）設計了PCI Exp ress控制器與芯片內(nèi)部互連網(wǎng)絡對接的協(xié)議轉(zhuǎn)接橋。該轉(zhuǎn)接橋主要實現(xiàn)了PCI Express控制器上的AXI接口、配置接口與芯片內(nèi)部互連網(wǎng)絡的I/O接口之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換和時鐘域轉(zhuǎn)換。
　　（3）完成了轉(zhuǎn)接橋、PCI Express控制器IP核和PCI Express PHY的互連，完成了IP核的功能設計和

4、參數(shù)配置。其中功能設計的主要內(nèi)容包括：PCI Exp ress系統(tǒng)的時鐘和復位網(wǎng)絡設計、PCI Exp ress鏈路的初始化設計、基于寄存器的數(shù)據(jù)傳輸通路設計、基于DMA的數(shù)據(jù)傳輸通路設計、INTx和MSI中斷機制設計。
　?。?）構建了模擬驗證環(huán)境，對轉(zhuǎn)接橋和PCI Express系統(tǒng)進行了詳細的功能驗證，計算了PCI Exp ress鏈路的實際傳輸帶寬，在此基礎上從傳輸帶寬和傳輸延遲兩個角度分析了轉(zhuǎn)接橋的傳輸性能。