[发明专利]基于wishbone总线实现主与主、从与从通信的片上系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于wishbone总线的片上系统，特别是一种使用wishbone作为互联总线、实现主与主、从与从通信的片上系统和方法，属于片上测试系统和数字通信的技术领域。

背景技术

Wishbone总线是一种用于片上系统内部模块互联的片上系统总线。目前，片上系统使用较多的四种总线标准是：ARM的AMBA、OpenCores的Wishbone、Altera的Avalon和OCP-IP的OCP。其中，wishbone总线区别于其他片上总线的优点如下：结构简单，灵活性很强，接口简单紧凑，适用于轻量级规范的系统；支持用户自定义信号（如TGD_I/O），完全开放和免费、即无知识产权。基于以上优势，wishbone总线经常被用于一些轻量级片上系统的设计中。

片上网络测试系统是通常采用SoPC（System on Programmable Chip）技术实现的、具有对多种网络性能进行测试功能的片上系统。随着半导体技术与产业的发展，该类测试系统的产品或器件逐渐地由原来的板级系统逐渐过渡为片上系统。高性能、轻量级的片上系统的搭建，离不开高性能的片上总线，因此wishbone片上总线在测试系统中也被广泛使用。

参见图1，介绍wishbone片上总线的特点之一：主从式的数据传输过程。其主模块的接口能够读、写总线，而从模块的接口只能被总线读写，这是其结构简单与紧凑的原因。但是，也因此造成主模块与主模块之间或从模块与从模块之间无法进行通信，而这种通信过程往往是测试系统中所必需的。

造成上述缺陷的原因是由于该基于wishbone总线的测试系统具有特殊的结构特点，其主要包括下述部件：

控制主模块：其功能是一方面负责与上层功能模块进行指令或测试结果的交互，另一方面负责向测试主模块下达指令和回收测试结果。

测试主模块：负责接收控制主模块的测试指令，调用功能从模块实施不同的测试过程；并计算和统计测试结果后，将测试结果数据传送给控制主模块。

功能从模块：负责接受测试主模块的调用，并相互配合，从而实施各种具体、复杂的测试功能。

以网络性能测试系统为例：在测试过程中，需要控制主模块向测试主模块下达带有参数的测试指令，回收测试结果并上传给上位机。功能从模块之间也需要进行数据包的交换和网络协议的处理，必须相互协作，才能完成部分网络性能测试功能。然而，wishbone总线自身固定的主从式数据传输模式，使得主控制模块与主测试模块、功能从模块与从功能模块之间都不能进行数据传输，这就在很大程度上限制了许多网络测试功能的实现。

现有技术的解决方案是：直接在主模块之间和/或从模块之间添加数据传输接口，绕过总线传输数据，这样不仅使得该片上系统的控制电路变得杂乱无章，破坏了该片上系统的规范性，又无法利用该片上系统的总线优势。而且，往往仍然不能满足用户的需求。因此，如何解决这个难题，就成为业内科技人员关注的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种对wishbone总线系统进行优化改造、从而能够实现主与主、从与模块之间通信的基于wishbone总线的片上系统及方法，本发明提高了wishbone总线系统的通信灵活性，实现了主与主、从与从的通信，同时还维护了该片上系统的规范性和充分利用了总线的资源优势。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于wishbone总线实现主模块与主模块、从模块与从模块通信的片上系统，设有标准wishbone总线；其特征在于：该片上系统除了对连接所述wishbone总线的原有各个主模块和从模块进行改进以外，还增设下述两个模块：

专用交换从模块，负责在主模块与主模块通信时，暂存源主模块发送的包括控制信息、有效数据和结束信号的通信数据，并根据控制信息中的目的主模块地址和通信数据字长分别确认目的主模块和将该通信数据存储于目的主模块在存储单元中对应的存储空间内；且当存储单元存有多个目的主模块的通信数据需要发送时，藉由中断单元的仲裁而对优先级最高的目的主模块产生中断申请；当通信数据被目的主模块读取完毕后，就清空该目的主模块对应的存储空间，以供后续通信数据写入；设有：控制、存储、中断申请和接口共四个单元；